Transmissão de eletricidade SEM FIOS !!!

fiostopoMIT testa transmissão de eletricidade sem fio - 08/06/07 - Um grupo de pesquisadores do MIT exibiu um experimento capaz de transmitir eletricidade sem fios. Os pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology (MIT) publicaram descrição da experiência na revista científica Science. Segundo a publicação, o grupo foi capaz de fazer acender uma lâmpada de 60W localizada há dois metros de distância da fonte de energia. A técnica que permite a transmissão sem fios baseia-se em criar dois campos magnéticos, um na fonte de energia, outro no aparelho que vai receber a eletricidade. Para criar tal campo, os pesquisadores desenvolveram pequenos conectores ...

de cobre, que devem ser acoplados na fonte de energia (na tomada, por exemplo) e no objeto que receberá a eletricidade (a lâmpada, no caso). De acordo com a Science, os campos têm a mesma freqüência e, por isso, os dois objetos por ele ligados (lâmpada e tomada) passam a trocar energia entre si, numa freqüência que não afeta outros objetivos interpostos entre eles.

Na revista, os cientistas dizem que a invenção é simples e poderia ter sido criada “há pelo menos 20 anos”. Agora, os pesquisadores querem avaliar se o sistema é seguro para a saúde humana.

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Eletricidade sem fios indução radiação eletromagnética

fios1Estudada por gênios (Heinrich Hertaz, Gublielmo Marconi e Nikola Tesla) e inventada a mais de um século , a tecnologia de trasmissão elétrica sem fios até algum tempo era completamente desconhecida pela maioria das pessoas. Felizmente, através das inúbmeras aplicações atuais, este cenário esta em constante transformação. o artigo acima é muito interessane, sobre alguns pesquisadores do MIT que conseguiram transmitir eletricidade sem o uso de fios. Eles ascenderam uma lâmpada de 60W localizada a dois metros da fonte de energia. Tal façanha foi bastante comentada e redeu aos cientistas um bom marketing pessoal. Porém, claro, eles nao sao os únicos a explorar a tecnologia. Muitas empresas, atualmente, estao estudando e apresentando suas soluções para resolver a dependência dos fios.

Há duas tecnologias distintas quando o assunto é trasmissão elétrica sem fios: a indução eletromagnética e a radiação eletromagnética. A indução eletromagnética, usada nos lançamentos da empresa eCoupled, consistem em isolar fisicamente os circuitos primário e secundário de um transformador - que passam a transferir energia por indução mútua. Neste caso, os dispositivos precisam estar próximos.

Nã prática, a companhia propoe o uso de superfícies de recarga. Por Exemplo: ela acredita que um estabelecimento equipado com carregadores por indução em suas mesas e balcões poderia atrair e manter clientes. Ou seja, vamos uspor que a Starbucks implemente a tecnologia em suas lojas. então enquanto um cliente saboreia um café, a bateria de seu ceulular é carregada simplesmente por deixá-lo sobre a mesa. Mas óbvio: isto funcionara apenas se o dispositivo suportar a tecnologia. É por isso que a Ecoupled fez uma parceria com a Motorola para embutir seus circuitos em alguns modelos.

Enquanto a eCoupled se preocupa com a indução, empresas como a PowerCast investem na radiação. A PowerCast foi premiada no CES com o título de "melhor tecnologia emergente" pela invenção dos circuitos PowerCaster e Powerharvester. Usando a frequencia de 900Mhz (utilizada por telefones sem fio) a tecnologia é capaz de transmitir eletricidade e alimenar dispositivos que consomem pouca energia. O alcance é maior em relação a indução, mas perde potência. Nem pensar em manter um laptop ligado apenas por radiação.

A preocupação é a primeira reação de alguém que se depara pela primeira vez com o assunto: "transmissão elétrica sem fios??. Porém, não ha motivos para o medo. No caso de PowerCast, por exemplo, documentos informam que o nível de radiação emitindo esta dentro dos limites determinados por agências reguladoras. Ao compararmos a outros eletrônicos, tais dispositivos estao um pouco acima dos celulares e bem abaixo dos radio amadores. Ja a eCoupled afirma que a natureza de sua forma de transmissão nao afeta qualquer ser humano.

Eletricidade sem fio: O futuro no presente (janeiro 2009)

Em uma grande evolução tecnológica agora a eletricidade não necessitará de fios para acender nossas luzes. A novidade foi apresentada em uma feira de tecnologia em Las Vegas, nos EUA.

A tecnologia da eletricidade sem fio, criada por estadunidenses e israelenses, ainda é um grande segredo, pois eles ainda não revelam muitos detalhes. Eles explicam apenas que a eletricidade é transmitida através de indução magnética, algo próximo de um imã. Não há necessidade de fios ou contato e as placas de transmitem energia elétrica sem fio poderão ficar sobre a escrivaninha ou até embutida no balcão da cozinha.

O mais incrível é que além de luminárias é possível ver um liquidificador e uma batedeira de 300 watts funcionarem sem fios elétricos.

A empresa que está desenvolvendo a tecnologia afirma que o material transmissor no futuro será impresso em um tipo de papel de parede que poderá ser colocado nas mesas ou paredes para transmitir eletricidade sem fios.

Não vamos tomar choques constantes? Não, pois não é eletricidade que é transmitida, mas outro tipo de energia.

Outra empresa transmite eletricidade sem fio com ondas de rádio. As ondas de alta frequência abastecem pilhas e baterias recarregáveis, como o controle remoto.

Mas há outro inventor de eletricidade sem fio que criou um aparelho que transforma a energia em um tipo de raio infravermelho (calor) que pode ser transmitido até 100m de distância e convertido novamente em energia elétrica. Até o momento a voltagem e amperagem geradas conseguem apenas acender lâmpadas, mas logo quase todos os aparelhos em nossa casa funcionarão assim, segundo David.

Este tipo de tecnologia ainda está nas suas primeiras idades, mas logo haverá uma grande corrida para o estabelecimento de um padrão para a eletricidade sem fios que dominará o mercado e, assim que entrarmos em casa, nosso celular será automaticamente carregado e não precisaremos mais nos preocupar com o emaranhado de cabos pela casa.

Entenda a tecnologia

fios3O futuro já chegou - e nenhum aparelho vai precisar de fio pra funcionar. É mais uma revolução tecnológica que vem de uma feira nos Estados Unidos! A expectativa se transforma em um olhar encantado. O rosto de mulher ganha um sorriso adolescente e o velho parece muito mais moço. O futuro pegou todo mundo de surpresa por aqui. Assim, sem qualquer aviso, a gente colocou óculos esquisitos para ver uma TV de plasma em três impressionantes dimensões. Quando 130 mil profissionais se reúnem em Las Vegas para tentar definir quais serão as tecnologias do futuro, descobre-se o inimaginável - que as telas, por exemplo, poderão ser flexíveis. Ou que um dia, quem sabe, o carregador de bateria será movido a água mineral.

O tele-relógio faz o dono parecer agente secreto. Promete ser o celular do futuro. E a batedeira sem fio: mágica, alquimia? Você arriscaria dizer de onde vem tanta eletricidade?

Aliás, eletricidade sem fio foi uma das grandes sensações em Las Vegas.

A mágica da eletricidade sem-fio é uma tecnologia inventada por engenheiros americanos e israelenses. Um segredo muito bem guardado atrás de uma parede. A gente pode até bisbilhotar mas eles não revelam os detalhes. Explicam apenas que a energia é transmitida por indução magnética, algo parecido com um imã. Nesse caso não tem fio, mas existe contato. As placas transmissoras poderão ficar em cima da mesa do escritório ou embutidas na fórmica da cozinha.

A tecnologia que está pronta pra invadir nossas casas é ainda mais surpreendente: consegue ligar a luminária, o liquidificador ou até uma batedeira de 300 watts - tudo longe da tomada.

O presidente da empresa aposta que, no futuro, a tecnologia vai se espalhar pelas casas: "Vamos imprimir esse material numa espécie de papel de parede muito fino que você vai colocar na sala ou nas mesas pra fornecer energia."

Mais e como serão essas casas do futuro? Vamos tomar choques diariamente?

"Não estamos transferindo eletricidade. Estamos transferindo um outro tipo de energia. Então, nada vai acontecer", diz o presidente da empresa.

Se é assim, ficamos tranquilos. Mas, qual é o segredo afinal por trás dessa energia que funciona até debaixo d’água.

"Não tem nada!", ele diz, "nenhum tipo de mágica, é só tecnologia".

Outra empresa investe na eletricidade sem fio a partir de ondas de rádio. O transmissor envia ondas em alta freqüência e recarrega as pilhas, por exemplo, no controle remoto.

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Mas como tem muita gente correndo atrás dos segredos dessa tecnologia, tem inventor que se esconde entre caça-níquel e longos corredores. Trancados na suíte, encontramos o engenheiro americano David Graham e sua revolucionária tecnologia.

O aparelho transforma eletricidade em calor. O raio quente - quase tão fino e preciso quanto o laser - viaja até cem metros pelo ar e quando atinge o alvo se transforma outra vez em eletricidade. Por enquanto, o máximo que ele faz é acender algumas lâmpadas. Mas, em pouco tempo, segundo o inventor, quase todos os eletrodomésticos vão funcionar longe da tomada.

Parece mágica mas é só o começo de uma tecnologia. Os engenheiros trabalham com pressa e prometem que em pouco tempo a eletricidade sem fio vai tomar conta de nossas vidas. Para acender o abajur, a televisão ou recarregar uma quantidade cada vez maior de equipamentos nos escritórios.

Se tudo der certo, um transmissor de raios quentes, instalado no teto, vai procurar pelos aparelhos eletrônicos e, automaticamente, começará a enviar energia. Seja pra ligar o computador ou recarregar a bateria do celular.

E assim, engenheiros do mundo inteiro tentam acabar definitivamente com o emaranhado de cabos, essa confusão que faz o maior rolo nas nossas vidas.


Como funciona a energia elétrica sem fios


fios2A eletricidade facilita a vida de muitas pessoas. A única desvantagem é a quantidade de fios com que se tem que lidar se houver problemas: se você precisa desligar determinada tomada, pode ter que percorrer uma grande quantidade de fios até encontrar o fio certo. Por isso, os cientistas tentaram desenvolver métodos de transmissão de energia sem fio, o que facilitaria o processo e lidaria com fontes limpas de energia. A idéia pode soar futurista, mas não é nova. Nicola Tesla propôs teorias de transmissão sem fio de energia no fim dos anos 1800 e começo dos anos 1900. Uma de suas demonstrações energizava remotamente lâmpadas no chão de sua estação de experimentos em Colorado Springs.

O trabalho de Tesla era impressionante, mas não gerou, imediatamente, métodos práticos de transmissão de energia sem fio. Desde então, os pesquisadores desenvolveram diversas técnicas para transferir eletricidade através de longas distâncias, sem utilizar fios. Algumas técnicas só existem em teoria ou protótipos, mas outras já estão em uso. Se você tem uma escova de dentes elétrica (em inglês), por exemplo, você já utilizou esta tecnologia.

Energia diária

A transmissão de energia sem fio é comum em grande parte do mundo. As ondas de rádio são energia e as pessoas as utilizam para enviar e receber sinais de telefone celular, TV, rádio e WiFi todos os dias. As ondas de rádio se espalham em todas as direções até encontrarem antenas sintonizadas na freqüência correta. Um método similar de transferência de energia elétrica seria ineficiente e perigoso.

A exposição diária de uma escova de dentes elétrica à água pode fazer com que seu carregador se torne perigoso. Conexões elétricas comuns poderiam permitir vazamentos de água para dentro da escova, danificando seus componentes. Devido a isso, a maioria das escovas de dentes elétricas é recarregada através de acoplamento indutivo.

O acoplamento indutivo utiliza campos magnéticos que são uma parte natural do fluxo da corrente através de um fio. Toda vez que uma corrente elétrica flui através de um fio, ela cria um campo magnético em volta dele. Enrolar um fio em uma bobina amplifica o campo magnético. Quanto mais voltas ao redor do fio, maior o campo

Se você colocar uma segunda bobina de fio no campo magnético que você criou, o campo pode induzir uma corrente no fio. Esta é a maneira como um transformador funciona e como uma escova de dentes elétrica é recarregada. São necessários três passos básicos:

 

a corrente sai da tomada e vai para uma bobina dentro do carregador, criando um campo magnético. Em um transformador, esta bobina chama-se enrolamento primário;
quando você coloca a sua escova em um carregador, o campo magnético induz a corrente em outra bobina, ou enrolamento secundário, que se conecta à bateria.
esta corrente recarrega a bateria.
 

Você pode utilizar o mesmo princípio para recarregar diversos dispositivos ao mesmo tempo. Por exemplo, o tapete recarregador Splashpower utiliza bobinas para criar um campo magnético. Dispositivos eletrônicos utilizam receptores embutidos ou acoplados para se recarregar enquanto ficam sobre o tapete. Esses receptores contêm bobinas compatíveis e o circuito necessário para carregar as baterias dos dispositivos.

Ressonância e energia sem fio

Eletrodomésticos criam campos eletromagnéticos relativamente pequenos. Por essa razão, os recarregadores de energia alojam os dispositivos a uma distância necessária para induzir corrente, o que só acontece se as bobinas estiverem próximas. Um campo maior e mais forte poderia induzir corrente a uma distância maior, mas o processo seria ineficiente. Como um campo magnético se distribui por todas as direções, um grande campo magnético seria um desperdício de energia.
 
Em novembro de 2006, pesquisadores do MIT descobriram uma maneira de transferir energia entre bobinas separadas por alguns metros. O grupo, liderado por Marin Soljacic, chegou à conclusão que é possível aumentar a distância entre as bobinas adicionando ressonância à solução.

Uma boa maneira de entender a ressonância é pensar no som. A estrutura física de um objeto -- como o tamanho e o formato de um trompete - determina a freqüência em que ele vibra. Essa é a sua freqüência de ressonância. É fácil fazer com que os objetos vibrem na sua freqüência de ressonância, mas é difícil fazer com que vibrem em outras freqüências. É por isso que, ao tocar um trompete, outro trompete próximo começa a vibrar. Ambos têm a mesma freqüência de ressonância.

Uma pesquisa no MIT descobriu que a indução pode acontecer de maneira diferente se os campos eletromagnéticos em volta das bobinas ressonarem na mesma freqüência. A teoria utiliza uma bobina de fios curva como indutor. Uma placa capacitiva, que armazena a carga, é acoplada em cada terminal da bobina. Quando a eletricidade passa pela bobina, ela começa a ressonar. A sua freqüência de ressonância é um produto da indutância da bobina e da capacitância das placas.


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Da mesma forma que uma escova de dentes elétrica, este sistema utiliza duas bobinas. A eletricidade, quando viaja em uma onda eletromagnética, pode criar um túnel de uma bobina para a outra, desde que tenham a mesma freqüência de ressonância. O efeito é similar ao modo como um trompete faz com que o outro que está próximo vibre.

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Desde que as bobinas estejam distantes uma da outra, nada vai acontecer, já que os campos em volta delas não são fortes o suficiente. Da mesma forma, se duas bobinas ressonarem em freqüências diferentes, nada vai acontecer também. Mas se duas bobinas ressonantes com a mesma freqüência se aproximam, feixes de energia se movem da bobina transmissora para a bobina receptora. De acordo com a teoria, uma bobina pode até mesmo enviar eletricidade para diversas bobinas receptoras, desde que todas ressonem na mesma freqüência. Os pesquisadores chamaram este processo de transferência não radiativa de energia, já que envolve campos estacionários em volta das bobinas, em vez de campos que se espalham em todas as direções.

 

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o grupo do MIT sugere que este tipo de configuração pode energizar todos os dispositivos em um quarto. Algumas modificações seriam necessárias para enviar energia para longas distâncias.

Algumas pesquisas se propõem a enviar energia do espaço para a Terra.

Energia sem fio de longa distância

Incorporando ou não a ressonância, a indução geralmente envia energia por curtas distâncias. Mas existem planos de criar uma energia elétrica sem fios que pode cobrir uma área de alguns quilômetros. Algumas pesquisas se propõem a enviar energia do espaço para a Terra.
 
Nos anos 80, o centro de pesquisa em comunicações do Canadá (Canada's Communications Research Centre) criou um pequeno avião que funciona com energia enviada pela terra. O avião, conhecido como SHARP (Stationary High Altitude Relay Platform - plataforma estacionária de transmissão em grande altitude), foi desenvolvido para se tornar um retransmissor de comunicação. Em vez de voar de um ponto a outro, o SHARP poderia voar em círculos de dois quilômetros de diâmetro em uma altitude de até 21 quilômetros. Ele poderia fazer isso durante meses.

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O segredo do SHARP era um grande transmissor microondas que ficava no solo. A rota circular do avião sempre estava dentro da área de alcance do transmissor. Uma grande antena retificadora em forma de disco, localizada atrás das asas do avião, transformava a energia de microondas proveniente do transmissor em eletricidade de corrente contínua (CC). Devido à interação das microondas com a antena retificadora, o SHARP tinha uma fonte de energia constante, desde que estivesse próximo a uma fonte de energia de microondas.

Outros tipos de energia

A NASA também desenvolveu outras fontes de energia de longa distância para aviões. Os cientistas do centro de vôo espacial Marshal (Marshal Space Flight Center) usaram um laser infravermelho invisível para ativar células fotovoltaicas em um pequeno avião. As células fotovoltaicas - essencialmente células solares - convertiam a luz em eletricidade. Um sistema similar poderia também energizar dispositivos que controlavam o cabo de um elevador espacial. Entretanto, sistemas como esse precisam de uma linha de visão direta entre o laser e as células solares. 

A antena retificadora é uma peça fundamental em muitas teorias de transmissão de energia sem fio. Elas são formadas por uma série de antenas dipolares, que têm pólos negativos e positivos. Estas antenas se conectam a diodos semicondutores. O que acontece é o seguinte:


as microondas, que são parte do espectro eletromagnético, alcançam a antena dipolar;

a antena coleta a energia das microondas e a transmite para os diodos;

os diodos agem como interruptores que estão fechados ou abertos, permitindo que os elétrons sigam em apenas uma direção. Eles guiam os elétrons para o circuito da antena retificadora;

o circuito direciona os elétrons (corrente elétrica)  para as partes e sistemas que precisam deles.
Outros tipos de transmissão de energia para longas distâncias também necessitam de antena retificadora. David Criswell da Universidade de Houston propôs o uso de microondas para transmitir eletricidade para a Terra a partir de estações de energia solar na Lua. Dezenas de milhares de receptores na Terra capturariam esta energia e as antenas converteriam a energia em eletricidade.

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As microondas passam facilmente pela atmosfera e as antenas as transformam em eletricidade de maneira muito eficiente. Além disso, as antenas na Terra poderiam ser construídas em forma de malha, permitindo que o sol e a chuva chegassem ao solo e minimizasse o impacto ambiental. Seria uma forma bastante limpa de conseguir energia. Mas há algumas limitações:


as estações de energia solar na Lua precisariam ter manutenção e supervisão, ou seja, teriam de existir bases povoadas lá;

somente uma parte da Terra tem uma linha de visão direta com a Lua num dado instante. Para ter certeza de que o planeta inteiro teria uma fonte de energia constante, uma rede de satélites teria de redirecionar a energia de microondas;

muitas pessoas resistiriam à idéia de serem constantemente banhadas por energia de microondas vinda do espaço, mesmo que o risco seja relativamente baixo.

Os cientistas já criaram protótipos de aeronaves que funcionam com energia sem fio. Mas aplicações de larga escala, como as estações de energia na Lua, ainda estão num plano teórico. Com o aumento da população e a demanda por energia, as fontes disponíveis na Terra podem acabar. Eventualmente, a energia sem fio pode se tornar uma necessidade, em vez de uma idéia interessante.

 

 

Fonte: http://info.abril.com.br/aberto/infonews/062007/08062007-3.shl
       http://www.vivasemfio.com/blog/category/eletricidade_sem_fio/
       http://hypescience.com/eletricidade-sem-fio-o-futuro-no-presente/
       http://fantastico.globo.com/Jornalismo/FANT/0,,MUL951467-15605,00.html
       http://ciencia.hsw.uol.com.br/eletricidade-sem-fio.htm

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