无线能量传输的三种方式
无线能量传输技术是将电能从电能发射端传输到负载的一个过程，这个过程不是通过传统的电线完成，而是通过无线实现。
目前在国内外研究的无线能量传输技术，根据其传输原理，大致上可以分为三类：第一类是感应耦合式无线能量传输技术，这种技术主要利用电磁感应原理，采用松耦合变压器或者可分离变压器方式实现功率无线传输。该项技术可以实现较大功率的电能无线传输，但由于传输原理的局限传输距离被限制在毫米等级。
第二类是电磁波无线能量传输技术，例如微波技术，该技术直接利用了电磁波能量可以通过天线发送和接收的原理。该技术优点在于可以实现极高功率的无线传输，但是在能量传输过程中，发射器必须对准接收器，能量传输受方向限制，并且不能绕过或穿过障碍物，微波在空气中的损耗也大，效率低，对人体和其他生物都有严重伤害。
第三类是磁耦合谐振式无线能量传输技术。该技术通过磁场的近场耦合，使接收线圈和发射线圈产生共振，来实现能量的无线传输。该技术最早是由美国麻省理工学院(MIT)物理系助理教授Marin Soljacic的研究小组于2006年11月在美国AIP工业物理论坛上提出，并于2007 年6月，通过实验进行了验证，相隔2.16m隔空将一只60W灯泡点亮，并在<
目前该技术尚处于基础理论和实验研究阶段，对该技术我们做了一些研究，发现这项技术其很有发展潜力，相信在不久的将来这项技术会进入我们的生活，进入真正的无线时代，让我们试目以待吧。
无线能量传输技术
小组成员： 无线能量传输技术简述 摘要： 无线能量传输技术近年来得到了极大的发展，在诸多领域得到了广泛的应用。该技术不依赖于有线的传输媒介，对于有线供电部署困难的场合具有重要的意义。本文将简要介绍了无线能量传输技术的发展、传输方式、国内外的研究现状以及传输中遇到的问题。 关键词： 无线能量传输、电磁感应、电磁共振、电磁辐射 1．引言 1.1技术背景 尼古拉?特斯拉创建了交流电系统后，又基于交流电系统提出了无线能量传输的构想，为此，他搭建了特斯拉铁塔实验平台，以研究无线远距离能量传输。后由于资金匮乏最终未能如愿，但这，足以启发人们对无线能量传输的探索。 随着科学技术的发展，基于特斯拉无线能量传输的构想，很多欧美学者展开研究工作，20世纪60年代，提出了利用微波将太阳能从卫星输送到地面的想法；70年代，利用电磁感应原理的电动牙刷研制成功；90年代，新西兰奥克兰大学成立研究中心，主要研究滑动式无线能量传输系统并获得重大进展，21世纪初，美国麻省理工学院研究人员提出了强耦合电磁共振原理，并实验成功引起世界注目；随后几年，诸多国家掀起了无线能量传输技术的研究热潮。 传统的电能传输方式存在很多不足之处，电源线、电源插头种类各异，不能
通用；插座也有形式和数量的限制；电线插头又存在老化损坏的现象，对人们的生命财产安全造成威胁，特别是在一些大功率应用的工业场合，如井下作业、石油和采炼等，接触中即使再微弱的火花都会造成难以估量的损失。而在这些场合，如果使用无线供电方式，就能消除潜在的安全隐患，因为无线能量传输技术能够在非接触的情况下将电能输送过去，这样得以保证系统安全、可靠以及灵活的运作。 1.2技术应用 无线输电技术应用领域非常广泛，概括起来有以下几个方面： ①医学：把设备放置于体外，对体内设备进行无接触能量传输和控制； ②地下作业：用于海底探测、化石能源采集等活动； ③电池充电：手机、笔记本电脑，太阳能电池板等用电设备的电池充电； ④机器驱动：对区域内用电设备直接供电，如电灯、机器人等。 1.3能量传输方式 无线能量传输主要通过三种方式： ①电磁感应式（InductivelyCoupledPowerTransfer），现已比较成熟，它是由原边线圈通电产生磁场，而副边线圈必须处于这一磁场之中才能有效传输能量，因此传输距离相对较近（数十毫米之内），属于近场无线能量传输技术，但电能传输的效率却很高，能够达到99%，工作频率较低，一般在几十KHz。电力传输过程中使用的变压器就是最直接的应用，变压器原副边线圈实际并未相接，通过互感耦合来实现能量的传递，这种技术要求发射端和接收端的位置保持固定，两侧线圈一旦出现位移情况，那么传输的稳定性以及效率都会骤然下降。 ②电磁共振式(MagneticResonantWirelessPowerTransfer)，基于相同频率的振
无线传输液位控制有哪些方式
无线传输液位控制有哪些方式？ 在传输距离远或不方便铺设传输线路的场所，需要使用无线液位传输系统。无线液位传输系统可以有多种方式：第一种是直接采用无线收发设备传输液位信号。这种方式发射天线和接收天线之间不能有阻挡，障碍物会使传输信号大幅度衰减。现在很多场合难以满足这样的条件，所以应用较少。第二种是借助于通讯网络的短信收发功能将液位信号传达到目的地。这种应用在传输数据量较小的场合可以使用。因为客户需提供一收一发至少2张手机卡，手机卡有月租费和短信费用。短信量大了，通信费用较高。GKY液位信号数据量少，而且在液位发生变化的时候才发短信，这样发送的短信数量有限，是一种方便可行的方案。现在很多地区可以办理主副卡的形式，互相间发短信是免费的，如果操作得当，后期有可能实现0通信服务费。GKY短信收发器采用应答式通信的方法传输数据：发方发送液位信号，对方收到并返回收到的信息；发送方收到返回信息后，确认信息传递正确，再等待液位发生变化时发送下一个液位信号。这种方式传递液位信号，既可靠又节省，可以用于液位控制的无线传输。GKY短信收发器在实现传输液位信号的同时还可以向管理者发短信，便于管理者监控整个系统的运行。第三种是目前最流行一种传输方式，就是借助中间服务器平台，采用流量卡来传输液位信号。流量卡按照流量收费，即使数据量很大时候费用也很低，当然还有中间服务器的费用，不可能实现0通信服务费。GKY液位信号数据量较少，后期费用很低。这种方式除了实现传输液位信号以外还可以借助中间服务平台管理多点通信系统，实现复杂的管理控制功能。 无线液位信号传输还可以应用于液位语音短信应急报警。因为在各种场合，有许多人们意想不到的突发现象。比如，突降大雨、管道爆裂、水泵故障等等，使地下室等低处容易产生大量积水。这些事故的发生，人们往往毫无察觉，导致很多重要的设备被淹，损失惨重。GKYDXF-BJ1水位短信报警器可以在紧急时刻发出声光报警，并向相关人员发出短信和拨打电话，并进行语音提示。使人们可以第一时间采取应对措施，避免设备被淹。 以下是各种无线液位信号的传输控制系统原理图。 第一种方式：直接采用无线收发设备传输液位信号的系统原理图
无线电能传输(课程设计)实验报告
实验报告 1.实验原理 与无线通信技术一样摆脱有形介质的束缚，实现电能的无线传输是人类多年的一个美好追求。无线电能传输技术（Wireless Power Transfer, WPT）也称之为非接触电能传输技术（ Contactless PowerTransmission, CPT），是一种借于空间无形软介质（如电场、磁场、微波等）实现将电能由电源端传递至用电设备的一种供电模式，该技术是集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应和耦合模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究，是能源传输和接入的一次革命性进步。 无线电能传输技术解决了传统导线直接接触供电的缺陷，是一种有效、安全、便捷的电能传输方法，因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。该技术不仅在军事、航空航天、油田、矿井、水下作业、工业机器人、电动汽车、无线传感器网络、医疗器械、家用电器、RFID识别等领域具有重要的应用价值，而且对电磁理论的发展亦具有重要科学研究价值和实际意义。在中国科协成立五十周年的系列庆祝活动中，无线能量传输技术被列为“10 项引领未来的科学技术”之一。 到目前为止，根据电能传输原理，无线电能传输大致可以分为三类：感应耦合式、微波辐射式、磁耦合谐振式。作为一个新的无线电能传输技术，磁耦合谐振式是基于近场强耦合的概念，基本原理是两个具有相同谐振频率的物体之间可以实现高效的能量交换，而非谐振物体之间能量交换却很微弱。 磁耦合谐振式无线电能传输的传输尺度介于前两者之间，因此也被称之为中尺度（mid-range）能量传输技术，其尺度为几倍的接收设备尺寸（可扩展到几米到几十米）。 除了较大的传输距离，还存在以下优势：由于利用了强耦合谐振技术，可以实现较高的功率（可达到kW）和效率；系统采用磁场耦合（而非电场，电场会发生危险）和非辐射技术，使其对人体没有伤害；良好的穿透性，不受非金属障碍物的影响。因此该技术已经成为无线电能传输技术新的发展方向。
热传递方式
热传递有三种方式：传导、对流和辐射 传导热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分，叫做传导。 热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时发生。各种物质都能够传导热，但是不同物质的传热本领不同。善于传热的物质叫做热的良导体，不善于传热的物质叫做热的不良导体。各种金属都是热的良导体，其中最善于传热的是银，其次是铜和铝。瓷、纸、木头、玻璃、皮革都是热的不良导体。最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质。液体中，除了水银以外，都不善于传热，气体比液体更不善于传热。 对流靠液体或气体的流动来传热的方式叫做对流。 对流是液体和气体中热传递的主要方式，气体的对流现象比液体更明显。 利用对流加热或降温时，必须同时满足两个条件：一是物质可以流动，二是加热方式必须能促使物质流动。 辐射热由物体沿直线向外射出，叫做辐射。 用辐射方式传递热，不需要任何介质，因此，辐射可以在真空中进行。 地球上得到太阳的热，就是太阳通过辐射的方式传来的。 一般情况下，热传递的三种方式往往是同时进行的。 补充内容： 一、热传递与动量传递、质量传递并列为三种传递过程。 二、热传递与热传导的关系 有许多人在学习物理、解答物理习题时，常把热传递与热传导混为一谈，认为热传递与热传导描述的是同一物理过程，殊不知它们是两个不同的概念。 由内能与热能一节以及热、热运动与热现象的阐述可知，物体的内能就是组成物体全部分子、原子的动能、势能和内部电子能等总和，物体内能的改变可以通过分子、原子有规则运动的能量交换来达成，也可以通过分子、原子的无规则运动的能量交换来达成（或者是两者兼有）。前者能量交换的方式就是作宏观机械功的方式，后者能量交换的方式就是所谓的热传递。更确切地讲，所谓热传递就是没有作宏观机械功而使内能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分的过程。它通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现。实际热传递过程中，这三种方式常常是相伴进行的，重要的是看哪一种方式占主要地位。在热力学中，把除了热传递以外的其他一切能量转移方式都归于作功。所以，热传递和作功是能量转移的两种方式，除此之外没有其他方式。 由以上论述可知，热传递是能量传递的一种方式，它具体又包括热传导、对流和热辐射三种形式。为了帮助大家能把热传递与热传导更好地加以区别，下面我们有必要对热传导、对流和总辐射分别作论述。 热传导指的是物质系统（气体、液体或固体），由于内部各处温度不均匀而引起的热能（内能）从温度较高处向温度较低处输运的现象。 热传导的实质是由大量分子、原子或电子的相互碰撞，而使热能（内能）从物体温度较高部分传到温度较低部分的过程。热传导是固体中热传递的主要方式，在气体、液体中它往往与对流同时发生。各种物质的热传导性能不同，热传导过程的基本定律是博里叶定律。
无线电能传输系统设计
本科毕业论文（设计） 题目中短距离小功率 无线电力传输系统设计 指导教师张军职称讲师 学生姓名陈昂学号20091526102 专业通信工程（无线移动通信方向） 班级2009级无线移动通信1班 院（系）电子信息工程学院 完成时间2013年4月20日
中短距离小功率无线电力传输系统设计 摘要 移动互联网的井喷式繁荣，移动互联设备（MID）层出不穷的涌现，电池技术瓶颈的限制已难以满足人们的用电需求；物联网的深入发展，越来越广泛的网络节点能量供给等都要求更为先进的无线能量传输技术的发展，尤其是中短距离中小功率的无线电能传输的发展。两者共同昭示着无线电能传输光明的未来。 本文对无线电能传输（WPT）做出了简要但系统的介绍，并对其中的微波输能技术(MPT)做出了深入的探讨，在此基础上建立起了中短距离中小功率无线电力传输系统模型，即为MPT-MDSP式系统的模型。这种系统是由发射和接收两部分组成，发射部分用声表面波射频发生电路将DC转变成RF并通过特制天线辐射出去，接收部分再通过接收天线接收RF能量，用整流电路将RF转变成DC，供应用电设备。 关键词无线电能传输（WPT)/微波输能 (MPT) /天线
MIDDLE DISTANCE & SMALL POWER WIRELESS POWER TRANSPOTAION SYSTEM ABSTRACT The Wireless Power Transportation (WPT) shows a outstanding necessity in our today`s daily life .For one thing The Mobile Internet device (MID) comes out one after another because of The prosperity of Mobile Internet.The limitations of the technology bottleneck in battery capacity can not fit people`s requirement in these devises .For another the booming of Internet of Things brings large quantity of net nodes .These nodes cannot be charged easily.However,WPT will be the best way to solve this problem.Especially,the Middle Distance & Small Power Wireless Power Transportation System(WPT-MDSP) will plays a great role in these scopes. In this paper ,I made a brief but clear introduction of the WPT,and a thorough discussion in Microwave Power Transportation (MPT) ,which was used to leed to the applied system WPT-MDSP .This system contains two parts,the eradiation part and the Receive part .The first part works for changing Direct-current（DC）into R adiofrequency （RF）,the other does the converse work.Both of them are designed for exclusive use. They works together to charge the Electrical equipment. Key words Wireless Power Transportation (WPT)/ Microwave Power Transportation (MPT)/Antenna
热传递的三种方式
热传递的三种方式 热传递是自然界普遍存在的一种自然现象。只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差别，就会有热传递现象发生，并且将一直继续到温度相同的时候为止。发生热传递的唯一条件是存在温度差别，与物体的状态，物体间是否接触都无关。热传递的结果是温差消失，即发生热传递的物体间或物体的不同部分达到相同的温度。 1.传导：热传导是介质（介质主要分为：气体，液体，固体，或者混合）内无宏观运动时的传热现象，其在固体、液体和气体中均可发生，但严格而言，只有在固体中才是纯粹的热传导，而流体即使处于静止状态，其中也会由于温度梯度所造成的密度差而产生自然对流，因此，在流体中对流与热传导同时发生。（总结：热传导主要发生在固体内部、两个不同固体、固液之间、固气之间、液气之间，他们之间的热传递时，我们看不到有宏观运动出现） 2.对流：物体之间以流体(流体是液体和气体的总称)为介质，利用流体的热胀冷缩和可以流动的特性，传递热能。热对流是靠液体或气体的流动，使内能从温度较高部分传至较低部分的过程。对流是液体或气体热传递的主要方式，气体的对流比液体明显。对流可分自然对流和强迫对流两种。自然对流往往自然发生，是由于温度不均匀而引起的。强迫对流是由于外界的影响对流体搅拌而形成的。（总结：对流主要发生在液体内部、气体内部） 3.辐射：物体之间利用放射和吸收彼此的电磁波，而不必有任何介质，就可以达成温度平衡。热辐射是物体不依靠介质，直接将能量发射出来，传给其他物体的过程。热辐射是远距离传递能量的主要方式，如太阳能就是以热辐射的形式，经过宇宙空间传给地球的。物体温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500摄氏度以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射。太阳能热水器、太阳灶、微波炉等都是热辐射。 热传递是通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现的。在实际的热传递过程中，这三种方式往往不是单独进行的。
无线能量传输的三种方式
无线能量传输技术是将电能从电能发射端传输到负载的一个过程，这个过程不是通过传统的电线完成，而是通过无线实现。 目前在国内外研究的无线能量传输技术，根据其传输原理，大致上可以分为三类：第一类是感应耦合式无线能量传输技术，这种技术主要利用电磁感应原理，采用松耦合变压器或者可分离变压器方式实现功率无线传输。该项技术可以实现较大功率的电能无线传输，但由于传输原理的局限传输距离被限制在毫米等级。 第二类是电磁波无线能量传输技术，例如微波技术，该技术直接利用了电磁波能量可以通过天线发送和接收的原理。该技术优点在于可以实现极高功率的无线传输，但是在能量传输过程中，发射器必须对准接收器，能量传输受方向限制，并且不能绕过或穿过障碍物，微波在空气中的损耗也大，效率低，对人体和其他生物都有严重伤害。 第三类是磁耦合谐振式无线能量传输技术。该技术通过磁场的近场耦合，使接收线圈和发射线圈产生共振，来实现能量的无线传输。该技术最早是由美国麻省理工学院(MIT)物理系助理教授Marin Soljacic的研究小组于2006年11月在美国AIP工业物理论坛上提出，并于2007 年6月，通过实验进行了验证，相隔2.16m隔空将一只60W灯泡点亮，并在<
(15)第四章 4.1热量传递的三种基本方式简介
1 第二篇传热学 2 第四章热量传递的基本理论 4.1热量传递的三种基本方式简介(thermal conduction)(thermal convection)(thermal radiation) 1.热传导3热传导（简称导热） 在物体内部或相互接触的物体表面之 间，由于分子、原子及自由电子等微观粒 子的热运动而产生的热量传递现象。 导热现象发生在固体内部，也可发生在静止的液体和气体之中。 本书不讨论导热的微观机理，只讨论热 量传递的宏观规律。4 应用： 最简单的导热现象：大平壁的一维稳态导热5特点：1.平壁两表面维持均匀恒定不变温度；2.平壁温度只沿垂直于壁面的方向发生变化； 3.平壁温度不随时间改变； 4.热量只沿着垂直于壁面的 方向传递。 热流量：单位时间传导的热量,W λ:材料的热导率（导热系数）,表明材料的导热能力，W/(m·K)。6热流密度 q : 单位时间通过单位面积的热流量 称为平壁的导热热阻，表示物体对 导热的阻力，单位为K/W 。 Φ t w1t w2 热阻网络
2.热对流 7热对流: 由于流体的宏观运动使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象。热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热运动而产生的导热。 对流换热:流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，是导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。牛顿冷却公式:Φ= Ah (t w –t f )q = h (t w –t f )8 Φt w t f h 称为对流换热的表面传热系数（习惯称为对流换热系数），单位为W/(m 2?K)。对流换热热阻：Φ= Ah (t w –t f )称为对流换热热阻，单位为W/K 。对流换热热阻网络：Φ= Ah (t w –t f ) 9表面传热系数的影响因素：h 的大小反映对流换热的强弱，与以下 因素有关：（1）流体的物性（热导率、粘度、密度、比热容等）；（2）流体流动的形态（层流、湍流）；（3）流动的成因（自然对流或受迫对流）；（4）物体表面的形状、尺寸；（5）换热时流体有无相变（沸腾或凝结）。10表1-1一些表面传热系数的数值范围对流换热类型表面传热系数h /[W /(m 2?K])空气自然对流换热1～10水自然对流换热100～1 000 空气强迫对流换热10～100 水强迫对流换热100～15 000 水沸腾 2 500～35 000 水蒸气凝结 5 000～25 000 3.热辐射11辐射：指物体受某种因素的激发而向外发射辐射能 的现象 解释辐射现象的两种理论： 电磁理论与量子理论 电磁波的数学描述： c —某介质中的光速, m/s 为真空中的光速; n 为介质的折射率。 λ—波长, 常用μm 为单位, 1μm = 10-6m 。ν—频率,单位s －1。式中：12电磁波的波谱：γ 射线 ：λ<5×10-5μm X 射线：5×10-7μm <λ<5×10-2μm 紫外线：4×10-3μm <λ<0.38μm 可见光：0.38μm <λ<0.76μm 红外线：0.76μm <λ<103μm 无线电波：λ>103μm
无线能量传输研究现状文献综述
无限能量传输研究现状文献综述 摘要：无线能量传输技术近年来得到了极大的发展，在诸多领域得到了广泛的应用。该技术不依赖于有线的传输媒介，对于有线供电部署困难的场景尤其是人体内部医用装置的供电具有重要的意义。本文将重点介绍无线能量传输技术的发展，传输方式，传输中遇到的问题以及国内外的研究现状。 关键词：无线能量传输；无线供电；电磁耦合；磁场共振 Abstract: In recent years ，wireless energy transmission technology has been a great deal of development, has been widely used in many fields. This technique does not rely on a wired transmission medium, for wired powered deployment difficulties scene especially the power supply of the medical device inside the human body, has important significance. This article will focus on the development of wireless energy transmission technology, transmission mode, the problems encountered in the transmission as well as the research status of the domestic and foreign. Key words: wireless energy transfer, wireless power supply, Electromagnetic coupling，magnetic field resonance. 1．前言 1.1背景简介及其应用 无线能量传输是指通过无线的方式来实现能量从能量源传输到负载的一个过程。事实上，无线能量传输并不是什么新概念，早在1891年，尼古拉〃特斯拉就证实了无线能量传输，2001 年5 月，法国国家科学研究中心的皮格努莱特(G.Pignolet)，利用微波无线传输电能点亮40m 外一个200W 的灯泡。2006 年末，物理学教授马林〃索尔贾希克为首的研究团队试制出的无线供电装置，可以点亮相隔7 英尺(约2.1m) 远的60W 电灯泡，能量效率可达到40％。2007年，美国麻省理工学院朝着无线能量传输迈出了革命性的一步，展示了一种能够替代现有笔记本、手机充电的方式，MIT的研究小组将这一概念称之为非辐射电磁场。2008 年8 月的英特尔信息技术峰会(IDF：Intel Developer Forum)上演示了无线供电方式点亮一枚60W 电灯泡，可以在1m距离内隔空给60W 灯泡提供电力，效
无线电能传输技术
所谓无线电能传输，就是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。无线 输电分为：电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。电磁感应可用于低功率、近距离传输；电磁共振适于中等功率、中等距离传输；电磁辐射则可用于大功率、远距离传输。近年来，一些便携式电器如笔记本电脑、手机、音乐播放器等移动设备都需要电池和充电。电源电线频繁地拔插，既不安全，也容易磨损。一些充电器、电线、插座标准也并不完全统一，这样即造成了浪费，也形成了对环境的污染。而在特殊场合下，譬如矿井和石油开釆中，传统输电方式在安全上存在隐患。孤立的岛屿、工作于山头的基站，很困难采用架设电线的传统配电方式。在上述情形下，无线输电便愈发显得重要和迫切，因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。在此旨在阐述当前的技术进展，分析无线输电原理。 1无线电能传输技术的发展历程 最早产生无线输能设想的是尼古拉?特斯拉(NikolaTesla),因而有人称之为无线电能 传输之父。1890年，特斯拉就做了无线电能传输试验。特斯拉构想的无线电能传输方法是把地球作为内导体，把地球电离层作为外导体，通过放大发射机以径向电磁波振荡模式，在地球与电离层之间建立起大约8 Hz的低频共振，利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。最终因财力不足，特斯拉的大胆构想没能实现。 其后，古博(Goubau)、施瓦固(Sohweing)等人从理论上推算了自由空间波束导波可达到近100%的传输效率，并随后在反射波束导波系统上得到了验证。20世纪20 年代中期，日本的H.Yagi和S.Uda发明了可用于无线电能传输的定向天线，乂称为八木一宇田天 线。20世纪60年代初期雷声公司(Raytheon)的布iM(W.C.Brown)做了大量的无线电能传输研究工作，从而奠定了无线电能传输的实验基础，使这一概念变成了现实。在实验中设计了一种效率高、结构简单的半波电偶极子半导体二极管整流天线，将频率2.45GHz的微 波能量转换为了直流电。1977年在实验中使用GaAs—Pt 肖特基势垒二极管，用铝条构造 半波电偶极子和传输线，输入微波的功率为8 W,获得了90.6%的微波一一直流电整流效率。后来改用印刷薄膜，在频率2.45 GHz时效率达到了85%o 自从Brown实验获得成功以后，人们开始对无线电能传输技术产生了兴趣。1975 年，在美国宇航局的支持下，开始了无线电能传输地面实验的5 ail'划。喷气发动机实验室和Lewis科研中心曾将30 kW的微波无线输送1.6 km,微波一一直流的转换效率达83%。1991
无线能量传输的现状与未来
《科学研究方法》课程学术报告 无线能量传输的现状与未来 龙啸 2012级电子信息工程 2012141451117 摘要：本文首先分析了无线能量传输（Wireless Power Transer，WPT）技术实现的重要意义，现阶段实现无线能量传输的几种主要方式以及该技术的发展历程。综述了国内外在无线能量传输的研究现状以及随着科技进步，依托于无线能量传输的新技术的发展。 1.引言 无线能量传输是一种无接触的能量传输方式，能量从能量源传输到负载不需要通过传统的传输线来实现。从该技术诞生以来，就因为其自身方便安全，且能够满足某些特殊环境下供电的需求而备受各方关注。在能源传输、信息通信、医疗用具、航空航天等领域有着广阔的前景，尤其是在飞速发展的物联网智能家居方面有着极高的实用价值。 2.前景与需求 能量是构成世界的重要要素之一，人类社会的进步无不伴随着对于能量获取方式和传输方式的改变，无线能量传输技术的出现将会对于许多能量应用领域产生深远影响，为人们的生活带来重大变革。 非接触传输的特点，使WPT技术可以在恶劣的工作环境中对设备供能，如太空、海洋、矿井、峡谷、沙漠等复杂环境。该技术可以通过远程非接触式供电的方式，减少人为进入复杂环境的次数，使得对于灾害多发区域大面积投放传感器检测成为可能。 安全稳定的特点，使得使用了WPT供电的设备减少了线路的使用，无通电接点可以避免触电的危险，无外露电力传送元件避免了外界环境对其的侵蚀，极大地延长了设备的使用寿命。 此外，由于通过无线传输，可以实现“一发多收”的电力传输模式，一个能量源可以同时为多个用电器提供能源。有望在日常的家用电器使用中真正的实现“便捷和智能”。
文无线电能传输文献综述
本科毕业设计论文 文献综述 题目：电能无线传输装置的硬件设计 作者姓名 指导教师 专业班级 学院信息工程学院 提交日期2016年3月7日
电能无线传输装置的硬件设计 姓名：专业班级： 摘要：无线电能传输技术是通过电磁感应、电磁共振、电磁辐射等多种形式实现非接触式的新型电能传输，能帮助使我们摆脱传统的电能传输方式的各种缺点。文章阐述了无线电能传输技术的研究背景，介绍了该传输方式的各种优点，以及在国内外的研究发展历程。之后叙述了现有理论框架下的三种无线电能传输技术，并比较了四种技术的特点。文章的最后，阐述了无线电能传输技术的应用前景和领域。 关键词：无线电能传输；电磁感应；电磁共振；电磁辐射；传输效率 1 研究背景及意义 人类社会自第二次工业革命以来，便进入了电气化时代。大至遍布世界各地的高压线、电网，小至各种各样的家用电气设备，传统的电能传输主要通过金属导线点对点，属于直接接触传输。这种传输方式使用电缆线作为媒介，在电能传输的过程中将不可避免的产生一些问题。例如尖端放电、线路老化等因素导致的电火花，不仅会使线路损耗增大，还会大大降低供电的可靠性和安全性[1]，且会缩短设备的寿命。在油田、钻采矿井等场合，用传统的输电方式容易由于摩擦而产生微小电火花，严重时甚至引起爆炸，造成重大的事故。在水下，导线直接接触供电还有电击的危险[2-4]。这一系列的问题都在呼唤着一种摆脱金属电缆的电能传输方式，即无线电能传输。无线电能传输（WPT）是一种有效的新型电能传输方法，通过无线电能传输，不需要使用电缆或其他实物就能进行电能的传输，电能可以通过短距离耦合，中等范围的谐振感应和电磁波感应传输，在很难使用传统电缆的地方也可以实现电能传输[5]。 实现无线电能传输，将使人类在电能方面的应用更加宽广和灵活。电能的无线传输技术将开辟人类能源的另一个新时代,给大众带来非同凡响的意义和影响。
热量传递的三种基本方式的概念
绪 论 重点： ① 热量传递的三种基本方式的概念、特点及基本定律； ② 传热过程、传热系数及热阻的概念。 了解内容：了解传热学的发展史、现状及发展动态。 一．传热学 1.定义：传热学是研究热量传递过程规律的科学。 2.内容：①导热②对流换热③辐射换热④传热和换热器 3.应用：介绍在建筑环境与设备工程领域中的应用。 二．传热的基本方式 1.导热：是指物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递的现象。 ① tA ?= δ λφ 或 t q ?= δ λ A —面积，2 m δ—壁厚，m λ—导热系数，C ??m w 大平壁导热 t ?—温差，℃ ②导热热阻 t R t q 热阻温度差?= λ δ = t R ③λ的物理意义：具有单位温差的单位厚度物体， 在它的单位面积上每单位时间的导热量， C ??m w 2.热对流：依靠流体的运动，把热量由一处传递到另一处的现象。 ①对流换热：流体与固体壁间的换热称为对流换热。 对流换热量：)(f w t t q -=α 2 m w w t —固体壁表面温度，℃ f t —流体温度，℃ α—换热系数，C ??m w
②对流换热热阻：h t q 1?= h R 1= α ③h 的物理意义：单位面积单位温差、单位时间内所传递的热量。C 2 ??m w 3.热辐射：依靠物体的表面发射可见和不可见的射线传递热量的现象。 ①辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量传递称为辐射换热。 ②平壁间辐射换热：242412,1100100m W T T C q ??? ? ??????? ??-??? ??= 2,1C —辐射系数，4 2k m W ? 21,T T — 表面间的温度，k 三．传热过程 1.热量从壁一侧的流体通过壁传递给另一侧流体， 称为传热过程。 2.传热量：)(21f f t t kA Q -= W K —传热系数，C 2 ??m w A —传热面积，2m 2,1 f f t t —流体温度，℃ 3.传热热阻：2 1 11h h R K + + =λ δ 介绍公式推导： )(2 1 1f f t t h q -= )(21w w t t q -= δ λ )(212f w t t h q -= )(111212 1 f f t t h h q -+ + = λ δ 2 1 111h h K + + = λ δ == k R K 12 1 11h h + + λ δ
无线电力传输技术复习课程
无线电力传输技术
无线电力传输技术 无线电力传输技术 人类追逐自由的本能，在现实面前屡屡受挫。自从广泛使用电能以来，许多人都为了那些电器拖着的长长电线 而绞尽脑汁，但无线供电却一直只能作为一个在前方远远招手的梦想。现在，我们也许看到了一线曙光。 在2008年8月的英特尔开发者论坛(IDF , Intel Developer Forum )上，西雅图实验室的约书亚史密斯(Joshua R. Smith )领导的研究小组向公众展示了一项新技术一一基于磁耦合共振”原理的无线供电， 在展示中成功地点亮了一个一米开外的60瓦灯泡，而在电源和灯泡之间没有使用任何电线。他们声称，在 这个系统中无线电力的传输效率达到了75%。 大刘在《三体II黑暗森林》中描绘了一个两百年后的世界。因为人们掌握了可控核聚变技术，可以提供极大丰富的能源，无线供电的损失在可接受范围之内，所以大部分电器都可以采用无线方式来供电，从电热杯一直到个人飞行器都是如此。电像空气一样无处不在，人类再也不用受电线的拖累了。 正如书中所提到的那样，无线供电技术现在也已经岀现了。实际上，近距离的无线供电技术早在一百多年前就已经出现，而我们现在生活中的很多小东西，都已经在使用无线供电。也许不远的未来，我们还会看到远距离和室内距离的无线供电产品，而不会看到电线杆和高压线，插头”也将会变成一个历史名词。 好兆头 英特尔的这种无线供电技术，是基于麻省理工大学的一项研究成果而开发的。 2007年6月，麻省理工大学的物理学助理教授马林索尔贾希克(Marin Soljacic )和他的研究团队公开做 了一个演示。他们给一个直径60厘米的线圈通电，6英尺(约1.9米)之外连接在另一个线圈上的60瓦灯 泡被点亮了。这种马林称之为WiTricity ”技术的原理是磁耦合共振”，而他本人也因为这一发明获得了麦 克阿瑟基金会2008年的天才奖。 新技术所消耗的电能只有传统电磁感应供电技术的百万分之一，不由让人们对室内距离的无线供电重新燃起了希望。而它的关键在于共振”。 科学家们早就发现，共振是一种非常高效的传输能量方式。我们都听过诸如共振引起的铁桥坍塌、雪崩或者高音歌唱家震碎玻璃杯的故事。无论这些故事可信度如何，但它们的基本原理是正确的：两个振动频率相同的物体之间可以高效传输能量，而对不同振动频率的物体几乎没有影响。在马林的这种新技术中，将发送端和接收端的线圈调校成了一个磁共振系统，当发送端产生的振荡磁场频率和接收端的固有频率相同时，接收端就产生共振，从而实现了能量的传输。根据共振的特性，能量传输都是在这样一个共振系统内部进行，对这个共振系统之外的物体不会产生什么影响。这就像是几个厚度不同的玻璃杯不会因为同一频率的声音而同时炸碎一样。 最妙的就是这一点了。当发射端通电时，它并不会向外发射电磁波，而只是在周围形成一个非辐射的磁场。这个磁场用来和接收端联络，激发接收端的共振，从而以很小的消耗为代价来传输能量。在这项技术中，磁场的强度将不过和地球磁场强度相似，人们不用担心这种技术会对自己的身体和其他设备产生不良影响。
WirelessPowerTransfer无限能量传输理论核心分析总结
第一章绪论 现今，科技高速发展，知识迅猛爆炸，人类对电力的需求日益增加。随着个人的移动通讯设备及各种电力客户端越来越向小而精的方向发展，“无线充电”这一概念被迅速地推向科学研究前沿。很大程度上说，目前我们的绝大部分电器产品仍需要连接一跟电线才能进行高效的能量传输，在日常生活中会给人类生活带来许多的不便。想象一下当无须电线即可充电的场景，就如同你的电脑找到一个无线网络一般那么的简单随意。 实际上，无线能量传输已经存在，如十九世纪末，特斯拉已经实现了无线能量传输，但其实现条件过于苛刻危险，所以并没有被人们所接收。无线能量传输技术目前还处于起步阶段，因为它还存在一系列亟待解决的问题，其中最大的问题就是传输效率不高，比如大量能量被损耗甚至耗散如空气中，这不仅牵扯到一个能源利用的问题，也会对人类安全造成一定的伤害。 直到2007年，来自麻省理工学院的Marin Soljacic教授课题组在《科学》杂志上首次提出了一种高效的无线能量传输方式-磁谐振耦合无线能量传输（wireless power transfer via magnetic resonance），这一发现为无线能量传输领域的研究提供了无限的思考空间。学者们为了进一步提高能量传输效率以及稳定性，研制了一大批工程上的优化器件与算法，例如各种新型的阻抗匹配电路，频率追踪电路等。 美特材料（metamaterials）是近年来十分火热的一种亚波长人工电磁微结构材料，其中最著名的效应即是具有负折射效应（negative refraction），这一类材料也被称为左手材料（left-handed materials, LHM）。此外，美特材料也包含其他特性的材料，如高阻抗表面（high-impedance surface）、梯度材料（gradient-index materials）等等，在医疗与军工等应用上也十分广泛。 通过美特材料来调控磁谐振耦合无线能量传输系统已经屡见不鲜了，但其用法还较为单一， 主要集中在利用磁单负材料放大传输能量所用的准静磁场；还有少部分工作详细了讨论了美特 材料平面通过调整阻抗对近场分量包络进行重塑，从而达到聚焦等等有利于提高效率的事。 本文首先从原理仿真和实验解释了磁谐振耦合无线能量传输以及美特材料；随后通过仿真 和实验分析了磁美特材料对磁谐振耦合无线能量传输系统的调控作用；最后简要阐述了由美特 材料衍生出的变换光学（transformation optics）和磁耦合波（magneto-inductive wave）的 原理以及各自对磁谐振耦合无线能量传输系统可能的应用。 1.1 无线能量传输系统简介 自从第二次工业革命以来，人类开启了电气工业时代，一批又一批的电气产品铺天盖地地不满市场，大至世界各地的电缆、电网以及工业用电设备，小至家庭电气设备，无不例外都需要一根根长长的电导线输送必须的能源以支持自身的正常运转。这样一来就会带来许多问题，例如，劣质电线容易老化导致供电不稳定，摩擦起火容易引发火灾；而就方便角度来说，电线也始终不是长久之计；又如现代社会电子产品的普及，充电电线始终成为必备之物，这使得人们的出行看似十分累赘；又如在一些特殊场合如矿井，机场，植入体内的医疗充电等等，电线总显得那么苍白无力。随着小型可移动电气电子器件的繁荣发展，这些需求都在呼唤着人们甩掉电线，无线供能便显得尤为重要，这也就是本文要着重介绍的无线能量传输系统。
无线电力传输技术
无线电力传输技术 无线电力传输技术 人类追逐自由的本能，在现实面前屡屡受挫。自从广泛使用电能以来，许多人都为了那些电器拖着的长长电线而绞尽脑汁，但无线供电却一直只能作为一个在前方远远招手的梦想。现在，我们也许看到了一线曙光。 在2008年8月的英特尔开发者论坛（IDF，Intel Developer Forum）上，西雅图实验室的约书亚·史密斯（Joshua R. Smith）领导的研究小组向公众展示了一项新技术——基于“磁耦合共振”原理的无线供电，在展示中成功地点亮了一个一米开外的60瓦灯泡，而在电源和灯泡之间没有使用任何电线。他们声称，在这个系统中无线电力的传输效率达到了75%。 大刘在《三体II·黑暗森林》中描绘了一个两百年后的世界。因为人们掌握了可控核聚变技术，可以提供极大丰富的能源，无线供电的损失在可接受范围之内，所以大部分电器都可以采用无线方式来供电，从电热杯一直到个人飞行器都是如此。电像空气一样无处不在，人类再也不用受电线的拖累了。 正如书中所提到的那样，无线供电技术现在也已经出现了。实际上，近距离的无线供电技术早在一百多年前就已经出现，而我们现在生活中的很多小东西，都已经在使用无线供电。也许不远的未来，我们还会看到远距离和室内距离的无线供电产品，而不会看到电线杆和高压线，“插头”也将会变成一个历史名词。 好兆头 英特尔的这种无线供电技术，是基于麻省理工大学的一项研究成果而开发的。 2007年6月，麻省理工大学的物理学助理教授马林·索尔贾希克（Marin Soljacic）和他的研究团队公开做了一个演示。他们给一个直径60厘米的线圈通电，6英尺（约1.9米）之外连接在另一个线圈上的60瓦灯泡被点亮了。这种马林称之为“WiTricity”技术的原理是“磁耦合共振”，而他本人也因为这一发明获得了麦克阿瑟基金会2008年的天才奖。 新技术所消耗的电能只有传统电磁感应供电技术的百万分之一，不由让人们对室内距离的无线供电重新燃起了希望。而它的关键在于“共振”。 科学家们早就发现，共振是一种非常高效的传输能量方式。我们都听过诸如共振引起的铁桥坍塌、雪崩或者高音歌唱家震碎玻璃杯的故事。无论这些故事可信度如何，但它们的基本原理是正确的：两个振动频率相同的物体之间可以高效传输能量，而对不同振动频率的物体几乎没有影响。在马林的这种新技术中，将发送端和接收端的线圈调校成了一个磁共振系统，当发送端产生的振荡磁场频率和接收端的固有频率相同时，接收端就产生共振，从而实现了能量的传输。根据共振的特性，能量传输都是在这样一个共振系统内部进行，对这个共振系统之外的物体不会产生什么影响。这就像是几个厚度不同的玻璃杯不会因为同一频率的声音而同时炸碎一样。 最妙的就是这一点了。当发射端通电时，它并不会向外发射电磁波，而只是在周围形成一个非辐射的磁场。这个磁场用来和接收端联络，激发接收端的共振，从而以很小的消耗为代价来传输能量。在这项技术中，
无线能量传输
无线能量传输 朱元庆 PB14209187 摘要:无线能量传输或无线功率传输，是指能量从能量源传输到电负载的一个过程，这个过程不是传统的用有线来完成，而是通过无线传输实现。目前无线能量传输方式最为广泛讨论研究的有两种： 1.辐射传输技术。通过某种独特的接收器接受空气中尚未散失的辐射能量，并将其转换成电能，存储给附近的电池中。 2.谐振耦合技术。当两个物体在同一频率实现共振时，将实现能量的无线传输。 本文对这两种无线能量传输技术原理进行了介绍，分析了各自的优势与不足。在目前无线能量传输技术面临的挑战和机遇状况下，展望了无线能量传输技术的应用前景。 关键词:无限能量传输激光能量传输谐振耦合
一、绪论——无线能量传输的发展史 早在1899年，特斯拉就进行了无线功率传输的实验，结果可以在没有导线的情况下点亮25英里外的氖气照明灯。 1968年，格雷斯（P.Glaser）提出了在功率级别远低于国际安全标准的条件下，利用微波从太阳动力能卫星向地面传输能量的想法；而在1987年10月7日的一项固定海拔中继平台（SHARP）实验中，一架小型飞机依靠RF波束提供的能量在空中飞行。 在2001年5月，法国国家科学研究中心的皮格努莱特(G. Pignolet)，利用微波无线传输电能点亮40m外一个200W的灯泡。2006年末，物理学教授马林·索尔贾希克为首的研究团队试制出的无线供电装置，可以点亮相隔7英尺(约2.1m)远的60W电灯泡，能量效率可达到40％。 2008年8月的英特尔信息技术峰会 (IDF：Intel Developer Forum)上演示了无线供电方式点亮一枚60W电灯泡，可以在1m距离内隔空给60W灯泡提供电力，效率高达75%。 这些年的科技发展表明，在无线数据传输技术日益普及之时，科学家对无线电力传输(Wireless Power Transmission, WPT) 的研究也有了很大突破--从某种意义上来讲，无线电力传输也不再是幻想--在未来的生活中摆脱那些纷乱的电源线也已成为可能。 二、基于激光的无线能量传输技术 1.激光能量传输系统 —套完整的激光能量传输（系统主要由如下三个模块构成，即：激光发射模块、激光传输模块和激光电能转换模块。半导体激光器作为激光发射模块的核心部件其性能和效率直接影响激光能量传输系统的总体效能。在过去几年中铝镓砷（半导体激光器的电光转换效率有了稳固的提升。）虽然半导体激光器存在光束质量差的缺点但是可以通过设计高效率的准直系统以及制备光束整形微透镜组来弥补从而得到方向性很好的光束，使之更适合长距离传输。 光伏器件是系统中将激光转换为直流电能的关键部件，是激光电能转换模块中的核心部件。目前，太阳能光伏产业的光伏电池主要有多晶硅、单晶硅、Ⅲ-Ⅴ族半导体等类型。采用多结聚光技术可以很大的提高光伏转换效率。 2.激光能量传输的特点及应用 激光无线能量传输方向性强、能量集中可以用较小的发射功率实现较远距离的供电，所需的传输和接收设备比微波的小得多，但对准精度要求较高。在空间活动的研究过程中激光能量传输技术已经被广泛讨论具有重大的太空使命及经济潜力。它不仅仅能显著降低成本空间，还能为空间系统任务和商业任务增加额外能力。激光能量传输在未来将会得到广泛应用。