WiTricity技術(shù)基礎(chǔ)介紹【無線充電圈技術(shù)分析】

理解WiTricity的電能無線傳輸技術(shù)到底是什么其實(shí)并不難。理解它是怎么工作的可能會有一點(diǎn)復(fù)雜，但也并不一定需要太多工科背景。我們以電學(xué)及磁學(xué)的基礎(chǔ)知識開始，一起去探究一下WiTricity的電能無線傳輸技術(shù)的奧秘。

點(diǎn)擊圖片上方的“無線充電圈”，關(guān)注無線充電行業(yè)。

我們這里簡單介紹一下這些基本的技術(shù)知識。

電學(xué)：

電子流（電流）通過導(dǎo)體（像導(dǎo)線），或者給空氣充電（像閃電），這時(shí)能量從一個(gè)地方傳輸?shù)搅肆硗庖粋€(gè)地方。

磁學(xué)：

有一種磁力，它會讓某些物體相互吸引或相互排斥，像像冰箱的電機(jī)里和地球的磁場的永磁體它具有恒定的磁場會產(chǎn)生這種磁力。

交變的磁場是通過導(dǎo)線的交流電產(chǎn)生的，磁場的強(qiáng)度，方向和范圍主要通過磁力線來表示。

電磁學(xué)：

電磁學(xué)反映的是電場和磁場上的相互依賴關(guān)系。例如：交變的磁場產(chǎn)生電場，交變的電場產(chǎn)生磁場。

如果給一環(huán)形線圈（這里稱為初級線圈）加一交流電信號，在線圈的周圍將產(chǎn)生交變的磁場。當(dāng)另一線圈（這里為次級線圈）環(huán)形線圈靠近初級線圈，部分交變磁場將通過次級線圈，將在次級線圈產(chǎn)生或感應(yīng)出電流。次級線圈也就可以給其他設(shè)備供電。這種情況下電能從一個(gè)線圈傳輸?shù)搅硪痪€圈，也就是我們熟知的磁感應(yīng)。

一些我們熟悉的基于電磁感應(yīng)原理的應(yīng)用就是變壓器和發(fā)電機(jī)。

能量耦合：

能量耦合指的是能量通過從一個(gè)物體傳到另一個(gè)物體。舉個(gè)簡單的例子就像火車頭拉火車，在火車頭和火車之間的機(jī)械耦合克服了摩擦力和慣性拉動火車跑起來。

當(dāng)一個(gè)線圈產(chǎn)生的磁場作用于另一個(gè)線圈并感應(yīng)出電流，這就是磁場耦合。通過這個(gè)方式，電能也就從電源傳輸?shù)搅素?fù)載。相對于火車頭和火車的機(jī)械耦合不同的是，磁場的耦合在能量的發(fā)送和接收端之間并不需要物理連接。

共振：

共振的特性就是可以發(fā)生在多個(gè)系統(tǒng)之間。可以認(rèn)為能量是可以被有效的添加到以固有頻率震蕩的系統(tǒng)中的。

操場上的秋千就是一個(gè)包括勢能和動能的震蕩系統(tǒng)的例子。孩子們的秋千來來回回的以一個(gè)頻率運(yùn)動是由秋千的長度決定的。如果小孩根據(jù)秋千的運(yùn)動調(diào)整好他的手和腿的運(yùn)動情況就可以就可讓秋千蕩的更高。如果秋千以共振頻率震蕩，小孩的簡單運(yùn)動的能量就能有效的傳遞到了整個(gè)秋千里了。

另外一個(gè)共振的例子，歌詞家以一個(gè)音唱一個(gè)調(diào)子可以把桌上的酒杯打碎。這個(gè)例子里，酒杯就是一個(gè)共振系統(tǒng)。聲波通過空氣傳遞給酒杯，聲音的能量杯轉(zhuǎn)換為酒杯的機(jī)械震動。當(dāng)歌唱家的聲調(diào)剛好與酒杯的共振頻率吻合，杯子就開始震動最后甚至破碎。酒杯的共振頻率與酒杯的尺寸、形狀、玻璃的厚度以及酒的多少等有關(guān)系。

磁共振耦合：

磁場的耦合是指兩個(gè)系統(tǒng)通過他們的交變磁場來傳遞能量。當(dāng)兩個(gè)系統(tǒng)的磁場耦合頻率與兩個(gè)系統(tǒng)的固有頻率非常接近的時(shí)候時(shí)就發(fā)生了共振耦合。

WiTricity的技術(shù)：

WiTricity技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)射和接收端是都是工作在磁共振頻率，通過磁近場技術(shù)可以高效的傳輸能量。在發(fā)射端和接收端的距離遠(yuǎn)大于發(fā)射端和接收端尺寸的情況下，如果設(shè)計(jì)好特殊的電子控制系統(tǒng)就可以高效率的把能量從發(fā)射端傳遞到接收端。