[工學(xué)]無線能量的傳輸

《[工學(xué)]無線能量的傳輸》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、無線能量傳輸組員：劉興業(yè)師威浩彭濤李超任想EnergyWirelessTransfer目錄無線能量傳輸背景/論文整合師威浩無線能量傳輸原理/ppt整合劉興業(yè)無線能量傳輸原理任想無線能量傳輸前景彭濤無線能量傳輸問題整合李超無線能量傳輸背景主講人：師威浩電線充斥在我們的生活當(dāng)中，錯綜復(fù)雜的連接方式給我們帶來很大的不便。無線電力傳輸背景長距離的輸電線路占用了大量的空間，金屬。能否省去？？早在了19世紀(jì)30年代邁克爾·法拉第就發(fā)現(xiàn)，磁場變化后將在電線周圍產(chǎn)生電流，這就為無線傳輸電能提供了理論可能！1913年，既是航海家又是網(wǎng)球選手的法國人羅蘭-加洛斯就提出能否從地面為空中飛行器提供動力。這是人們當(dāng)

2、時美好的遐想，試圖擺脫電線的思考。2007年美國麻省理工學(xué)院的研究人員在無線傳輸電力方面取得了新進(jìn)展，他們用兩米外的一個電源，“隔地”點亮了一盞60瓦的燈泡。2008年在Intern公司技術(shù)峰會上，研究人員聲稱此項技術(shù)可以運用到筆記本電腦上，借此擺脫了電線的束縛！如果這項技術(shù)得以應(yīng)用，我們的生活將會發(fā)生巨大的變化：我們不再需要電線、插座，手機(jī)充電比打開藍(lán)牙還要簡單，只要你處于一定得區(qū)域內(nèi)，手機(jī)就一直可以被充電；同樣筆記本電腦也不用擔(dān)心電池沒電了。甚至，可能沒有電網(wǎng)這個概念，我們不需要電線了。這極大的鼓舞著人們?nèi)ミM(jìn)行研究無線傳輸能量的具體方法。無線能量傳輸原理主講人：劉興業(yè)任想電磁能量在空間

3、的傳播電磁波的產(chǎn)生在空間的傳播性質(zhì)空間傳播規(guī)律電磁波所載能量電磁波的產(chǎn)生電流可以產(chǎn)生磁場，而變化的磁場同樣可以產(chǎn)生電場，這就形成的電磁場。變化的電、磁場間存在耦合，以波的形式存在于空間，這就是電磁波。電磁波雖然看不見，摸不著，但是他無時無刻不存在于我們的周圍，凡是高于絕對零度的物體，都會釋出電磁波。空間的傳播電磁波的傳播過程就是能量傳播的過程高頻時電磁波可以在自由空間內(nèi)傳遞空間傳播規(guī)律假設(shè)自由空間為無緣空間，媒質(zhì)是各向同性、線性和均勻?？梢缘玫诫姶挪▌臃匠汰h(huán)境在無限大的均勻理想介質(zhì)中，電磁波電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度隨時間做正弦變化1、相速等于波速；2、場量的幅值與x、f無關(guān)。能量流動問題與分析電

4、場能量儲存在電場中，磁場能量儲存在磁場中，電磁場為電、磁場的耦合，既有電場能量又有磁場能量。能量流動問題與分析坡印亭定理坡印亭定理給出了電磁能流和電磁場量之間的一般關(guān)系，反映了電磁能量符合自然界物質(zhì)運動過程中能量守恒和轉(zhuǎn)化定律。電磁能流密度S=E*H它表示在單位時間內(nèi)通過垂直于能量傳播方向的單位面積的電磁能量。電磁能量的發(fā)射與接收無限能量傳輸?shù)闹袠薪Y(jié)構(gòu)：天線天線是一種專門的電磁波輻射器。天線的發(fā)射參數(shù)天線的輻射功率輻射功率：在遠(yuǎn)區(qū)單位時間內(nèi)通過球面的電磁能量的平均值。在遠(yuǎn)區(qū)單位時間內(nèi)通過球面的電磁能量的平均值稱為天線的輻射功率。在球面，單位面積上通過的功率密度就是坡印亭矢量S，則∴經(jīng)過面積

5、dS的功率將代入得以單元偶極子天線為例，有其中為流經(jīng)的電流，為單元偶極子的長度所以，可得輻射功率：天線輻射電阻將輻射功率視為一個電阻吸收的功率，并使流過電阻的電流等于天線上的電流的有效值，則稱這個電阻為天線的輻射電阻?？傻脝卧紭O子的輻射電阻：表征了天線輻射電磁能量的能力，其值越大，輻射能力越強(qiáng)。天線的方向性函數(shù)對于任何天線，在空間的電場公式均可寫成表示天線方向性的相位特性。表示天線方向性的振幅特性稱為天線的方向性函數(shù)，表達(dá)了天線的方向性特性。其不僅決定了場的大小也決定了場的相位。天線的方向性函數(shù)D天線的方向性系數(shù)D用來表示天線集中輻射能量的特性。其物理意義為：天線的方向性使某方向的輻射功

6、率密度比之均勻輻射時的倍數(shù)。對于天線方向性的求解為求方向性，我們可以將研究的天線與理想的，輻射功率相等的點源做比較。對點源來說，其沒有方向性，即通過無窮小單位面的功率為所以輻射功率為為天線所在媒質(zhì)的特性阻抗。所以可得在方向，∴可得所以在最大輻射方向上有天線的接收接收：天線導(dǎo)體在空間電磁場的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并在導(dǎo)體表面激勵起感應(yīng)電流，在天線的輸入端產(chǎn)生電壓并在接收機(jī)回路中產(chǎn)生電流。其過程是發(fā)射天線的逆過程。有效接收面積有效接收面積是衡量接收天線接收無線電波能力的重要指標(biāo)。接收天線在最佳狀態(tài)下所接收的功率可以看成是被具有面積為有效接受面積的口面所截獲的垂直入射波功率密度的總和無線能量傳輸

7、問題整合主講人：李超電磁波輸電遇到的困難電磁波的衰減電磁波反射接收天線的面積電磁污染電磁波的衰減從接收面積考慮我們可以看到能量以1/r^2衰減.0接收天線的面積接收天線的面積需要很大電磁波的衰減在介質(zhì)中的衰減電磁波的衰減低損耗介質(zhì)代入數(shù)值后的衰減曲線電磁波有反射對理想導(dǎo)體的入射（全反射）所以電磁波在輸電的空間中有障礙物嚴(yán)重影響其輸電效率，尤其是具有導(dǎo)電性的障礙物基本是可以完全反射電磁波，導(dǎo)致接收端接收不到能量。電磁污染電