Circuito inalámbrico de transferencia de energía:el concepto básico

Acerca del circuito de transferencia de energía inalámbrico，Sin lugar a dudas, algunos de nosotros hemos enfrentado pérdidas de energía al transmitir energía eléctrica. La pérdida, que en ocasiones se aproxima al 24% (según el World Resource Institute), ocurre debido a la resistencia en los cables de la red. El concepto de un sistema de Transferencia de Energía Inalámbrica (WPT) (como lo introdujo Nikola Tesla) tiene como objetivo transmitir electricidad a través de un método de inducción electromagnética. En el proceso, combatirá la pérdida de energía eléctrica y logrará una transferencia de energía eficiente.

La tecnología WPT utiliza tres sistemas, a saber, resonancia, células solares y transmisión de energía por microondas.

1. ¿Qué es un circuito de transferencia de energía inalámbrica?

Una transmisión de energía inalámbrica/transferencia de energía inalámbrica se refiere a la transmisión de energía eléctrica desde una fuente de energía a una carga eléctrica o dispositivo receptor sin usar los cables de conexión o el enlace físico. No solo es rápido y confiable, sino que también puede usarlo para transmisiones de corto o largo alcance.

La tecnología de transferencia de energía inalámbrica es recomendable para cargar aparatos como dispositivos inalámbricos, por ejemplo, computadoras portátiles, ya que tiene aislamiento galvánico. Por lo tanto, existe un menor riesgo de sufrir una descarga eléctrica.

Principio de funcionamiento

Los sistemas inalámbricos de transferencia de energía comprenden un transmisor, un medio y un receptor que funcionan bajo un principio de transmisión de energía por acoplamiento inductivo.

(sistema de transferencia de energía inalámbrica)

Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/

Transmisor; Principalmente, aplicamos energía eléctrica (en forma de energía electromagnética en forma de ondas, luz o campo magnético cambiante). Luego, el transmisor transmite la energía eléctrica a otra forma de energía, lo que da como resultado un nivel de energía eléctrica adecuado.

Medio; En segundo lugar, tenemos el medio que permite el paso de la energía transmitida. Puede estar en forma de vacío, aire o sólido. Por favor, no utilice un medio metálico porque no permitirá el paso de energía eléctrica para la generación de calor.

Receptor; Finalmente, el receptor recibirá la potencia transmitida y luego la convertirá en electricidad. Y ahora, su dispositivo de energía inalámbrica está listo para usar.

Un circuito de transferencia de energía inalámbrico

Los componentes necesarios

• 20-30 línea electromagnética (alambre de cobre)

Puede formar la bobina electromagnética (con cables de cobre) enrollando un conductor alrededor de un núcleo. A menudo, funciona mediante acoplamiento magnético para la transferencia de energía dentro de los circuitos eléctricos. Además, puede encontrar varias bobinas eléctricas como la bobina Maxwell, Tesla, Choke y Barker, que son los parámetros de circuito recomendados.

• Una batería -1,5 V
• Transistor (2N2222)
• LED
• Resistencias:1,2 k
• Protoboards

Algunos consejos sobre el diseño del circuito de transmisión de energía inalámbrica;

En primer lugar, cuando se trata del transmisor, debe tener un bobinado de cable de 17 vueltas, un lazo para la conexión del grifo central y luego otras 17 vueltas de cable enrollado. Por el contrario, el receptor solo debe tener 34 vueltas de bobinado pero sin conexión de derivación central.

La estructura del circuito

El circuito simple a continuación tiene dos partes; receptor y transmisor.

Circuito del transmisor y funcionamiento

Un circuito transmisor

Una fuente de CA es la fuente de alimentación que impulsa la bobina del transmisor para crear un campo electromagnético a su alrededor. Más tarde, cuando la bobina de cobre se conecta al centro, ambos lados comenzarán a tener algo de carga. En el diagrama, puede ver que un lado de la bobina de cobre tiene una conexión con el terminal del colector del transistor NPN, mientras que el otro se conecta con la resistencia.

Cuando el sistema se está cargando, la resistencia base comenzará a conducir y luego encenderá el transistor. Posteriormente, el transistor descarga el inductor durante la conexión del emisor a tierra.

La carga y descarga simultáneas generan una señal de CA/oscilación de alta frecuencia, lo que conduce a una transmisión de campo magnético.

Circuito receptor y funcionamiento

Un circuito receptor

La bobina receptora examina el campo magnético de alta frecuencia del transmisor. Luego, comienza a generar voltaje EMF que eventualmente enciende la bombilla LED. La ley de inducción de Faraday rige el funcionamiento de la bobina receptora.

2.Circuito de transferencia de energía inalámbrica —La eficiencia de la transmisión inalámbrica de energía

Cuando se trata de eficiencia, un WPT tiene una estimación de 10% o menos de eficiencia. La fórmula para calcular la eficiencia es;

Eficiencia =(Potencia de salida / Potencia de entrada) x 100 %

Potencia =voltios x corriente

La enorme pérdida de eficiencia explica por qué es fácil aplicar circuitos de transmisión de energía inalámbrica en aplicaciones de baja potencia, como un cepillo de dientes eléctrico, y no en máquinas de alta potencia, como los automóviles eléctricos. Además, los dispositivos tecnológicos inalámbricos no son ecológicos si una gran audiencia los usa constantemente. Deberá aplicar hasta 10 veces la potencia para poner en marcha el dispositivo eléctrico. En consecuencia, la producción de energía eléctrica aumentará y luego se volverá peligrosa para el planeta y el cuerpo humano.

Afortunadamente, todos los tipos de transmisión de energía inalámbrica tienen regulaciones que favorecen el uso de los seres humanos.

3. Ventajas y desventajas del circuito de transmisión de energía inalámbrico

Ventajas

Los méritos de una transferencia de energía inalámbrica son:

• Primero, es rentable.
• Luego, puede diseñar fácilmente el circuito ya que es un proceso simple.
• Además, su corriente de frecuencia operativa es baja.
• Además, el WPT le permite hacer un producto a prueba de agua ya que no necesitará un puerto de alimentación para cargar su dispositivo.
• Nuevamente, puede aumentar la longevidad de su producto con un WPT. Es porque evitará cualquier daño físico directo a los productos mediante la inserción del cargador en puertos o conectores.
• Finalmente, su diseño de circuito se adapta a distancias cortas (comunicación de campo cercano).

Deficiencias

Como todo concepto tecnológico, el WPT también tiene deméritos. Incluyen;

• Desafortunadamente, es ineficiente para distancias más largas. Sin embargo, para eliminar el desafío de la distancia, puede aumentar el número de vueltas de la bobina.
• También tiene baja eficiencia que se puede resolver mediante el uso de mejores circuitos integrados de controladores de transmisión inalámbrica. Alternativamente, puede usar MOSFET o transistores para construir topologías push-pull.
• Además, experimentará una gran pérdida de potencia/energía, lo que no es seguro para el medio ambiente.
• Por último, sus características son de no direccionalidad/paridad-tiempo no lineal.

4. Aplicación del circuito de transmisión de energía inalámbrica

El circuito inalámbrico de transmisión de energía tiene una amplia gama de aplicaciones. Incluyen lo siguiente;

• Ingeniería de modelos,
• La industria del transporte, por ejemplo en vehículos eléctricos,
• Ingeniería industrial,
• Dispositivos médicos/ implantes biomédicos,
• Aplicaciones de prótesis de retina,
• Electrónica de consumo, y
• Sector de calefacción y ventilación.

(carga inductiva inalámbrica de un teléfono móvil).

Conclusión

Para concluir, la publicación de hoy se centra en los conceptos básicos de una transferencia de energía inalámbrica junto con algunos de sus desafíos, aplicaciones y beneficios. Puede utilizar el WPT en varios sistemas tecnológicos, como la carga de vehículos eléctricos, dispositivos portátiles y dispositivos móviles como teléfonos celulares.

Además, es posible lograr una transmisión de energía inalámbrica eficiente y robusta gracias al amplificador de modo de conmutación de bajo consumo. El amplificador tiene retroalimentación de detección de corriente en una poderosa simetría de paridad-tiempo. Por lo tanto, ayuda a resolver la no direccionalidad.

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