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Os cientistas desenvolveram umcâmara de carregamento sem fioque pode alimentar qualquer laptop, tablet ou celular pelo ar, sem a necessidade de plugues ou cabos.
A equipe da Universidade de Tóquio disse que a nova técnica envolve a geração de campos magnéticos em distâncias maiores sem criar campos elétricos que possam ser prejudiciais a qualquer pessoa ou animal na sala.
O sistema, que foi testado numa sala, mas ainda está na sua infância, pode fornecer até 50 watts de potência sem exceder as diretrizes atuais para a exposição humana a campos magnéticos, explicaram os autores do estudo.
Ele pode ser usado para carregar qualquer dispositivo com uma bobina interna, semelhante ao sistema usado pelas atuais bases de carregamento sem fio – mas sem base de carregamento.
Além de remover pacotes de cabos de carregamento das mesas, poderia permitir que mais dispositivos fossem totalmente automatizados sem a necessidade de portas, plugues ou cabos, disse a equipe.
A equipe disse que o sistema atual inclui um poste magnético no centro da sala para permitir que o campo magnético “chegue a todos os cantos”, mas funciona sem ele, sendo um compromisso um “ponto morto” onde o carregamento sem fio não é possível.
Os pesquisadores não divulgaram quanto custaria a tecnologia porque ela ainda está nos estágios iniciais de desenvolvimento e “a anos de distância” de estar disponível ao público.
Porém, quando é possível modernizar um edifício existente ou integrá-lo num edifício totalmente novo, com ou sem poste condutor central.
A tecnologia permitirá que qualquer dispositivo eletrônico – como um telefone, um ventilador ou até mesmo uma lâmpada – seja carregado sem a necessidade de cabos e, como pode ser visto nesta sala criada pela Universidade de Tóquio, prova que funciona. pólo, que atua para aumentar a extensão do campo magnético
O sistema inclui um poste no centro da sala para “preencher as lacunas não cobertas pelos capacitores de parede”, mas os autores dizem que ainda funcionaria sem o poste, como mostrado, mas resultaria em um ponto morto onde o carregamento não funcionaria. trabalhar
Capacitores concentrados, projetados para separar o sistema térmico, são colocados na cavidade de cada parede ao redor da sala.
Isto reduz o risco para humanos e animais no espaço, uma vez que os campos eléctricos podem aquecer a carne biológica.
Um eletrodo condutor central é instalado na sala para gerar um campo magnético circular.
Como o campo magnético é circular por padrão, ele pode preencher quaisquer lacunas na sala não cobertas por capacitores de parede.
Dispositivos como telefones celulares e laptops possuem bobinas internas que podem ser carregadas por meio de campos magnéticos.
O sistema pode fornecer 50 watts de potência sem qualquer risco para pessoas ou animais na sala.
Outros usos incluem versões menores de ferramentas elétricas em caixas de ferramentas ou versões maiores que podem permitir que fábricas inteiras operem sem cabos.
“Isso realmente aumenta o poder do mundo da computação onipresente – você pode colocar seu computador em qualquer lugar sem se preocupar em carregá-lo ou conectá-lo”, disse o coautor do estudo Alanson Sample, da Universidade de Michigan.
Existem também aplicações clínicas, segundo Sample, que disse que os implantes cardíacos atualmente exigem que um fio de uma bomba passe pelo corpo e chegue a um soquete.
“Isso poderia eliminar esta condição”, disseram os autores, acrescentando que reduziria o risco de infecção ao eliminar totalmente os fios, “reduzindo o risco de infecção e melhorando a qualidade de vida do paciente”.
O carregamento sem fio tem se mostrado controverso, com um estudo recente descobrindo que o tipo de ímãs e bobinas usados ​​em alguns produtos da Apple pode desligar marca-passos e dispositivos similares.
“Nossos estudos direcionados às ressonâncias de cavidades estáticas não usam ímãs permanentes e, portanto, não apresentam as mesmas preocupações de saúde e segurança”, disse ele.
“Em vez disso, usamos campos magnéticos oscilantes de baixa frequência para transmitir eletricidade sem fio, e o formato e a estrutura dos ressonadores de cavidade nos permitem controlar e direcionar esses campos.
“Estamos encorajados porque a nossa análise de segurança inicial mostrou que a energia útil pode ser transferida de forma segura e eficiente.Continuaremos a explorar e desenvolver esta tecnologia para atender ou exceder todos os padrões regulatórios de segurança.
Para demonstrar o novo sistema, eles instalaram uma infraestrutura exclusiva de carregamento sem fio em uma “câmara de teste” de alumínio de 3 metros por 3 metros construída especificamente para esse fim.
Eles então o usam para alimentar luzes, ventiladores e telefones celulares, extraindo eletricidade de qualquer lugar da sala, não importa onde móveis ou pessoas estejam colocadas.
Os pesquisadores dizem que o sistema é uma melhoria significativa em relação às tentativas anteriores de carregamento sem fio, que usavam radiação de micro-ondas potencialmente prejudicial ou exigiam a colocação do dispositivo em uma base de carregamento dedicada.
Em vez disso, ele usa superfícies condutoras e eletrodos nas paredes da sala para gerar um campo magnético que os dispositivos podem acessar quando precisarem de energia.
Os dispositivos utilizam campos magnéticos através de bobinas, que podem ser integradas em dispositivos eletrônicos, como telefones celulares.
Os pesquisadores dizem que o sistema pode ser facilmente dimensionado para estruturas maiores, como fábricas ou armazéns, ao mesmo tempo que atende às diretrizes de segurança de exposição a campos eletromagnéticos existentes definidas pela Comissão Federal de Comunicações dos EUA (FCC).
“Algo como isto é mais fácil de implementar em edifícios novos, mas penso que retrofits também são possíveis”, disse Takuya Sasatani, investigador da Universidade de Tóquio e autor correspondente do estudo.
“Por exemplo, alguns edifícios comerciais já possuem hastes de suporte metálicas e deveria ser possível pulverizar uma superfície condutora nas paredes, o que poderia ser semelhante à forma como os tetos texturizados são feitos.”
Os autores do estudo explicam que o sistema pode fornecer até 50 watts de potência sem exceder as diretrizes da FCC para exposição humana a campos magnéticos.
Os autores do estudo explicam que o sistema pode fornecer até 50 watts de potência sem exceder as diretrizes da FCC para exposição humana a campos magnéticos.
O campo magnético descreve como a força magnética é distribuída na área ao redor de um objeto magnético.
Inclui o efeito do magnetismo sobre cargas móveis, correntes e materiais magnéticos.
A Terra produz seu próprio campo magnético, que ajuda a proteger a superfície da radiação solar prejudicial.
A chave para fazer o sistema funcionar, diz Sample, é criar uma estrutura ressonante que possa fornecer um campo magnético do tamanho de uma sala enquanto confina campos elétricos prejudiciais que podem aquecer o tecido biológico.
A solução da equipe usa um dispositivo chamado capacitor concentrado, que se ajusta a um modelo de capacitância concentrada – onde o sistema térmico é reduzido a pedaços discretos.
As diferenças de temperatura dentro de cada bloco são insignificantes e já são amplamente utilizadas na construção de sistemas de controle climático.
Capacitores colocados em cavidades de parede criam um campo magnético que ressoa na sala enquanto retém o campo elétrico dentro do próprio capacitor.
Isto supera as limitações dos sistemas de energia sem fio anteriores, que se limitavam a fornecer grandes quantidades de energia em distâncias minúsculas de alguns milímetros, ou quantidades muito pequenas em longas distâncias, o que poderia ser prejudicial aos seres humanos.
A equipe também teve que descobrir uma maneira de garantir que o campo magnético alcançasse todos os cantos da sala, eliminando quaisquer “pontos mortos” que pudessem não carregar.
Os campos magnéticos tendem a se propagar em padrões circulares, criando pontos mortos em salas quadradas e difíceis de alinhar com precisão com as bobinas do dispositivo.
“Extrair energia do ar com uma bobina é muito parecido com pegar borboletas com uma rede”, disse Sample, acrescentando que o truque é “fazer com que o maior número possível de borboletas gire pela sala em tantas direções quanto possível”.
Tendo múltiplas borboletas, ou neste caso, múltiplos campos magnéticos interagindo, não importa onde a teia esteja, ou para que lado ela esteja apontando – você atingirá o alvo.
Um circula o poste central da sala, enquanto o outro gira nos cantos, tecendo entre paredes adjacentes.
Ele pode ser usado para carregar qualquer dispositivo com uma bobina interna, semelhante ao sistema usado pelas atuais bases de carregamento sem fio – mas sem base de carregamento
Os investigadores não disseram quanto poderá custar a tecnologia, uma vez que ainda está nas fases iniciais de desenvolvimento, mas “levará anos” e poderá ser adaptada a edifícios existentes ou integrada em edifícios inteiramente novos, quando disponível.
De acordo com Sample, essa abordagem elimina pontos mortos, permitindo que os dispositivos obtenham energia de qualquer lugar do espaço.