Резонансная индуктивная связь
Резонансная индуктивная связь или магнитно-фазовая синхронная связь [4] [5] — это явление с индуктивной связью , когда связь становится сильнее, когда резонирует «вторичная» (несущая) сторона слабо связанной катушки. [5] Резонансный трансформатор этого типа часто используется в аналоговых схемах в качестве полосового фильтра . Резонансная индуктивная связь также используется в беспроводных системах питания для портативных компьютеров, телефонов и транспортных средств.
Используются или разрабатываются различные системы резонансной связи для малого радиуса действия (до 2 метров) [6] беспроводные электрические системы для питания ноутбуков, планшетов, смартфонов, роботов-пылесосов , имплантированных медицинских устройств и транспортных средств, таких как электромобили, поезда SCMaglev [7] . ] и автоматизированные транспортные средства . [8] Конкретные технологии включают:
Катушка Тесла представляет собой схему резонансного трансформатора, используемую для генерации очень высокого напряжения, и способна обеспечить гораздо более высокий ток, чем электростатические машины высокого напряжения, такие как генератор Ван де Граафа . [10] Однако этот тип системы излучает большую часть своей энергии в пустое пространство, в отличие от современных беспроводных энергосистем, которые тратят очень мало энергии.
Резонансные трансформаторы широко применяются в радиосхемах в качестве полосовых фильтров , в импульсных источниках питания.
В 1894 году Никола Тесла использовал резонансную индуктивную связь, также известную как «электродинамическая индукция», для беспроводного включения фосфоресцентных ламп и ламп накаливания в лаборатории на Южной Пятой авеню, 35, а затем в лаборатории на Э. Хьюстон-стрит, 46 в Нью-Йорке. [11] [12] [13] В 1897 году он запатентовал устройство [14] , названное высоковольтным резонансным трансформатором или « катушкой Тесла ». Передавая электрическую энергию от первичной катушки к вторичной за счет резонансной индукции, катушка Тесла способна создавать очень высокие напряжения на высокой частоте .. Усовершенствованная конструкция позволила безопасно производить и использовать электрические токи высокого напряжения «без серьезной ответственности за разрушение самого аппарата и опасности для людей, приближающихся к нему или обращающихся с ним».
В начале 1960-х резонансная индуктивная беспроводная передача энергии успешно использовалась в имплантируемых медицинских устройствах [15] , включая такие устройства, как кардиостимуляторы и искусственные сердца. В то время как в ранних системах использовалась резонансная приемная катушка, в более поздних системах [16] также применялись резонансные передающие катушки. Эти медицинские устройства предназначены для обеспечения высокой эффективности с использованием электроники с низким энергопотреблением, при этом эффективно компенсируя некоторую несоосность и динамическое скручивание катушек. Расстояние между катушками в имплантируемых устройствах обычно составляет менее 20 см. Сегодня резонансная индуктивная передача энергии регулярно используется для обеспечения электроэнергией многих коммерчески доступных медицинских имплантируемых устройств. [17]
