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无线输电靠不靠谱?(2)

北极星智能电网在线  来源:能源观察网  作者:孔维政  2014/9/9 16:57:00  我要投稿  

电能的无线传输我们需要建立谐振频率是50Hz的一条回路,这样就能把电能传输过去了。话虽如此,但实现起来并不好办。现实的环境太复杂了,电场和磁场会在空中遇到各种各样的障碍物,遇到建筑的铁或者钢,电磁场就会被吸收,专业术语叫“屏蔽”(类似于把手机放在一个封闭铁盒里就没信号一样,所有信号都被铁盒吸收了)。我们设计回路参数时,想充分考虑沿路所有钢铁所构成的电容电感,实在太困难了。(电容和电感是电学中最常见但也是最难理解的概念,有机会小编会写一期介绍电容和电感的物理本质是什么)目前也有无线输电的应用案例,比如无线充电的牙刷、手机、汽车,这些案例中的一个共性就是距离短。牙刷和手机都安放在充电座上,无线充电汽车的底盘与地面贴的也非常近(30cm以内)。距离近的目的只有一个,减少周围环境的杂散电容电感的影响,以便我们设计的回路能够最大限度的传输能量。当然,从另一个角度说,这也是为了提高能量的传输效率。距离越长,杂散的电容电感越多,他们吸收的能量也就越多,能传到目的地的能量就越少,能量传输效率也就很低了。所以从杂散参数影响的角度来说,完成长距离的无线输电是件几乎不可能的事,因为杂散参数和各种屏蔽的影响几乎无法去除。

电磁波的方式无线输电是否可行?既然电磁感应的方式并不乐观,那电磁波的方式是否可以?有人也提出了微波无线输电。电磁感应与电磁波的区别只在于频率,或者说波长与传输距离的比例。波长比传输距离长,则是电磁感应原理,否则就是电磁波的传输原理。电磁波的传播方式同广播信号是一样的,是四散弥漫的,只要是弥漫,就缺乏效率。广播电视信号是可以弥漫空间的,但因为传输的只是信号,能量很低,效率低就低了;但如果大功率的电能弥漫空间,不仅仅要求有很大的功率发射和接收装置,而且空间中弥漫着大功率的电磁波,人们会觉得像是生活在微波炉中。目前,输电线路周围的电磁环境问题已经引起了人们的质疑,不知道如果有看不见的大功率电磁波包围着你,你会作何感想。

综上所述,小编对未来长距离输电抱以谨慎的悲观态度。

附录一:电磁波与电磁感应电磁波与电磁感应的区分只在于波长与传播距离的关系。如果波长远远短于传播距离,则发射端周围先有变化的磁场(或电场),接着向外延伸感应出变化的电场(或磁场),再向外延伸……从接收端看,就是交变的电磁场向这边蔓延过来,体现“波”的性质。如果接收端距离发射端很近,远小于波长,则发射端电场和磁场的一点点变化都会迅速传导到接收端,也引起同样的变化。从接收端看就没有波的性质,只有感应。附录二:谐振与电磁感应变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,即电磁感应。在说电磁感应谐振前,我们先举一个例子,在推小孩荡秋千的时候,如何能使秋千越荡越高呢?肯定是随着秋千摆到最高点后,正在下落的时候推上一把,而且每次都要同一个时间才行。这个时间间隔是有公式直接能算出来的,即单摆公式:时间=2π乘以根号下(摆绳长度L除以重力加速度g),由伽利略发现。T=2π×√(L/g)T只与摆绳长度有关,是个常数。也就是说,不管什么人坐秋千以及秋千摆多高,一个来回的时间都是固定的。这个原理也是钟摆的原理,不管钟摆长什么样、摆多高,摆一个来回就是1秒钟。

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