Circuito de transferência de energia sem fio:o conceito básico

Sobre o circuito de transferência de energia sem fio，Inegavelmente, alguns de nós enfrentaram perdas de energia ao transmitir energia elétrica. A perda, que às vezes se aproxima de 24% (segundo o World Resource Institute), ocorre devido à resistência nos fios da rede. O conceito de um sistema de transferência de energia sem fio (WPT) (como introduzido por Nikola Tesla) visa transmitir eletricidade através de um método de indução eletromagnética. No processo, você combaterá a perda de energia elétrica e obterá uma transferência de energia eficiente.



A tecnologia WPT usa três sistemas, a saber, ressonância, células solares e transmissão de energia por micro-ondas.

1. O que é um circuito de transferência de energia sem fio?

Uma transmissão de energia sem fio/transferência de energia sem fio refere-se à transmissão de energia elétrica de uma fonte de energia para uma carga elétrica ou dispositivo receptor sem usar os fios de conexão ou link físico. Não é apenas rápido e confiável, mas você também pode usá-lo para transmissões de curto ou longo alcance.

A tecnologia de transferência de energia sem fio é recomendada para carregar aparelhos como dispositivos sem fio, por exemplo, laptops, pois possui isolamento galvânico. Assim, há um risco menor de ter choque elétrico.

Princípio de funcionamento

Os sistemas de transferência de energia sem fio compreendem um transmissor, meio e receptor trabalhando sob um princípio de transmissão de energia de acoplamento indutivo.

(sistema de transferência de energia sem fio)

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

Transmissor; Principalmente, aplicamos energia elétrica (na forma de energia eletromagnética em ondas, luz ou campo magnético variável). Em seguida, o transmissor transmite a energia elétrica para outra forma de energia, resultando em um nível de potência elétrica adequado.

Médio; Em segundo lugar, temos o meio que permite a passagem da energia transmitida. Pode ser no vácuo, no ar ou na forma sólida. Por favor, não use um meio metálico porque não permitirá a passagem de energia elétrica para geração de calor.

Receptor; Finalmente, o receptor receberá a potência transmitida e a converterá em eletricidade. E agora, seu dispositivo de energia sem fio está pronto para uso.

Um circuito de transferência de energia sem fio

Os componentes necessários

• linha eletromagnética 20-30 (fio de cobre)

Você pode formar a bobina eletromagnética (com fios de cobre) enrolando um condutor em torno de um núcleo. Muitas vezes, ele funciona usando acoplamento magnético para a transferência de energia dentro de circuitos elétricos. Além disso, você pode encontrar várias bobinas elétricas, como bobina de Maxwell, Tesla, Choke e Barker, que são os parâmetros de circuito recomendados.

• Uma bateria -1,5V
• Transistor (2N2222)
• LED
• Resistores – 1,2k
• Breadboards

Algumas dicas sobre como projetar o circuito de transmissão de energia sem fio;

Em primeiro lugar, ao lidar com o transmissor, você deve ter um enrolamento de fio de 17 voltas, um loop para a conexão da torneira central e mais 17 voltas de fio enrolado. Pelo contrário, o receptor deve ter apenas 34 voltas de enrolamento da bobina, mas nenhuma conexão de derivação central.

A estrutura do circuito

O circuito simples abaixo tem duas partes; receptor e transmissor.

Circuito e funcionamento do transmissor

Um circuito transmissor

Uma fonte AC é a fonte de alimentação que aciona a bobina do transmissor para criar um campo eletromagnético ao seu redor. Mais tarde, quando a bobina de cobre for tocada no centro, ambos os lados começarão a ter alguma carga. A partir do diagrama, você pode ver que um lado da bobina de cobre tem uma conexão com o terminal coletor do transistor NPN enquanto o outro se conecta com o resistor.

Quando o sistema estiver carregando, o resistor de base começará a conduzir e, em seguida, ligará o transistor. Posteriormente, o transistor descarrega o indutor durante a conexão do emissor ao terra.

O carregamento e descarregamento simultâneos geram um sinal de oscilação AC de alta frequência, levando a uma transmissão de campo magnético.

Circuito do receptor e funcionamento

Um circuito receptor

A bobina do receptor examina o campo magnético de alta frequência do transmissor. Depois, ele começa a gerar tensão EMF que eventualmente acende a lâmpada LED. A lei de indução de Faraday governa a operação da bobina receptora.

2.Circuito de transferência de energia sem fio —A eficiência da transmissão de energia sem fio

Quando se trata de eficiência, um WPT tem uma estimativa de 10% ou menos de eficiência. A fórmula para calcular a eficiência é;

Eficiência =(Potência de saída / Potência de entrada) x 100%

Potência =Volt x Corrente

A enorme perda de eficiência explica por que é fácil aplicar circuitos de transmissão de energia sem fio em aplicações de baixa potência, como uma escova de dentes elétrica, e não em máquinas de alta potência, como carros elétricos. Além disso, os dispositivos tecnológicos sem fio não são ecologicamente corretos se um grande público os estiver usando constantemente. Você precisará aplicar até 10 vezes a potência para iniciar o dispositivo elétrico. Consequentemente, a produção de energia elétrica aumentará e se tornará perigosa para o planeta e o corpo humano.

Felizmente, todos os tipos de transmissão de energia sem fio possuem regulamentações que favorecem o uso do ser humano.

3. Vantagens e desvantagens do circuito de transmissão de energia sem fio

Vantagens

Os méritos de uma transferência de energia sem fio são;

• Primeiro, é econômico.
• Então, você pode projetar o circuito facilmente, pois é um processo simples.
• Além disso, sua corrente de frequência operacional é baixa.
• Além disso, o WPT permite que você crie um produto à prova d'água, pois não precisará de uma porta de alimentação para carregar seu dispositivo.
• Novamente, você pode aumentar a longevidade do seu produto com um WPT. É porque você evitará qualquer dano físico direto aos produtos por meio da inserção do carregador nas portas ou conectores.
• Finalmente, seu design de circuito é adequado para distâncias curtas (comunicação de campo próximo).

Deficiências

Como todo conceito tecnológico, o WPT também possui deméritos. Eles incluem;

• Infelizmente, é ineficiente para distâncias maiores. No entanto, para eliminar o desafio da distância, você pode aumentar o número de voltas da bobina.
• Também tem baixa eficiência que você pode resolver usando melhores circuitos integrados de driver de transmissão sem fio. Alternativamente, você pode usar MOSFETs ou transistores para construir topologias push-pull.
• Além disso, você experimentará alta perda de energia/energia, o que não é seguro para o meio ambiente.
• Por último, suas características são de não direcionalidade/tempo de paridade não linear.

4. Aplicação do Circuito de Transmissão de Energia Sem Fio

O circuito de transmissão de energia sem fio tem uma ampla gama de aplicações. Eles incluem o seguinte;

• Engenharia de modelos,
• A indústria de transporte, por exemplo, em veículos elétricos,
• Engenharia industrial,
• Dispositivos médicos/implantes biomédicos,
• Aplicações de próteses retinianas,
• Eletrônicos de consumo e
• Setor de aquecimento e ventilação.

(carregamento indutivo sem fio de um telefone celular).

Conclusão

Para concluir, o post de hoje se concentra nos conceitos básicos de uma transferência de energia sem fio, juntamente com alguns de seus desafios, aplicativos e benefícios. Você pode usar o WPT em vários sistemas tecnológicos, como carregamento de veículos elétricos, dispositivos portáteis e dispositivos móveis como telefones celulares.

Além disso, é possível obter uma transmissão de energia sem fio eficiente e robusta devido ao amplificador de modo de comutação com eficiência de energia. O amplificador tem feedback de detecção de corrente em uma poderosa simetria de paridade-tempo. Portanto, ajuda a resolver a não direcionalidade.

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