浅析电磁共振无线充电技术
磁共振充电原理
磁共振充电原理
磁共振充电原理是一种新型的无线充电方式，其原理基于磁共振现象。
具体来说，当一个电磁场与物质中的共振频率相同时，能量可以被传递到物质中，从而实现无线充电。
在磁共振充电系统中，发射器产生一个电磁场，其频率与接收器共振频率相同。
接收器中的共振线圈接受电磁场中的能量，并将其转换成电能，以供电子设备使用。
由于磁共振充电系统只能传递能量到共振频率相同的接收器，因此这种充电方式非常安全，不会对其他设备产生干扰。
磁共振充电原理还可以应用于无线充电汽车等领域。
在这种情况下，发射器可以放置在汽车停车场的地面上，而接收器则嵌入在汽车底部。
当汽车停放在发射器范围内时，接收器就能够接收到能量并进行充电。
总的来说，磁共振充电原理的优点包括高效、安全、方便等。
未来，这种充电方式将有望在各种电子设备和汽车领域得到广泛应用。
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利用共振原理的无线供电技术（经典）
利用共振原理的无线供电技术（经典）标签：新技术杂谈分类：杂七杂八无线供电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”。
无线供电-原理科学家们早就发现，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。
在2007年马林演示他的成果的时候，这项技术能够达到40%左右的效率。
这在某些场合是可以接受的，但是人们还想更进一步。
刚才我们提到的英特尔公司研究员们已经把传输效率提升到了75%，而马林小组最近声称，他们做到了90%。
电动汽车无线充电技术的研究与应用
电动汽车无线充电技术的研究与应用随着全球气候变化的日益严峻，人们对环保和节能的重视度也逐渐提高。
在这种情况下，电动汽车悄然兴起。
而作为电动汽车的充电方式之一，无线充电技术也越来越受到人们的关注。
本文将对电动汽车无线充电技术的研究与应用进行一些探讨。
一、电动汽车无线充电技术的定义无线充电是指利用电磁感应原理，在没有任何导线的情况下，将电能从发电设备传输到电器设备的技术。
电动汽车无线充电技术就是指利用这种技术来给电动汽车充电。
二、电动汽车无线充电技术的优劣势相比于传统的有线充电方式，电动汽车无线充电技术具有很多优点。
首先，无线充电可以提高电动汽车的使用舒适度，用户无需走到充电桩附近连接电缆进行充电，充电过程变得更加方便。
其次，电动汽车无线充电技术不会产生电磁辐射，这对人体健康是非常有益的。
此外，无线充电还可以保护电缆，避免长时间使用电缆导致老化。
然而，电动汽车无线充电技术也存在一些不足之处，比如效率较低、成本较高等问题，这也是目前该技术无法大规模应用的主要原因之一。
三、电动汽车无线充电技术的应用背景随着人们对环保和节能的重视度提高，电动汽车逐渐成为未来交通的主流趋势。
根据2019年全球新能源汽车市场发展报告预测，电动汽车将在未来5年内实现爆发式增长。
而作为电动汽车必备的充电方式之一，无线充电技术也进入了人们的视野。
四、目前电动汽车无线充电技术的研究现状目前，电动汽车无线充电技术的研究主要分为三类，分别是电磁感应式无线充电技术、磁共振式无线充电技术和微波式无线充电技术。
电磁感应式无线充电技术是最为常见的一种无线充电技术，其原理是通过变换器将电网的交流电变换为适合电动汽车充电的直流电，经过升压、整流、滤波等步骤后，向电动汽车传递电能。
虽然这种技术成熟度高、可靠性强，但是电能传输效率较低，尤其是传输距离较远时效率更低。
磁共振式无线充电技术是近年来开始兴起的一种无线充电技术，其原理是采用电磁共振方式传输电能，即发射端向接收端发送高频信号，接收端通过调整自身谐振频率实现电能传输。
无线充磁场共振式原理
无线充磁场共振式原理引言：随着科技的不断进步，无线充电技术作为一项便捷的充电方式，正在逐渐普及。
其中，磁场共振式无线充电技术以其高效率和远距离传输的特点备受关注。
本文将介绍磁场共振式无线充电的原理以及其应用。
一、磁场共振式无线充电的原理磁场共振式无线充电技术利用了电磁感应的原理，实现了电能的无线传输。
其基本原理可以概括为以下几个步骤：1. 发射端生成电磁场：发射端通过电源将电能转化为高频交流电，然后经过功率放大器放大，产生一定频率的电磁场。
这个电磁场是通过线圈产生的，线圈中流过交流电会产生变化的磁场。
2. 接收端感应电磁场：接收端也是一个线圈，当它处于发射端产生的电磁场范围内时，会感应到电磁场的变化。
根据电磁感应定律，感应到的电磁场变化会引起接收端线圈中的电流。
3. 电能传输：接收端线圈中的电流通过整流电路转化为直流电，然后供给接收设备使用。
这样就实现了电能的无线传输，完成了充电过程。
二、磁场共振式无线充电的优势相比传统的有线充电方式，磁场共振式无线充电技术具有以下几个优势：1. 高效率：磁场共振式无线充电技术利用了共振的原理，使得电能传输的效率更高。
在共振频率下，发射端和接收端的电磁场能够达到最大的匹配，从而实现了高效的能量传输。
2. 远距离传输：相比较其他无线充电技术，磁场共振式无线充电技术可以实现较远距离的电能传输。
这是因为电磁场的传输距离与线圈之间的耦合程度有关，而磁场共振技术可以通过调节频率和线圈设计来实现较远距离的传输。
3. 多设备充电：磁场共振式无线充电技术还支持同时给多个设备充电。
通过合理设计发射端和接收端的线圈布局，可以实现对多个接收设备的同时充电，提高了充电效率和便捷性。
三、磁场共振式无线充电的应用磁场共振式无线充电技术在许多领域都有着广泛的应用前景。
1. 智能手机充电：对于智能手机用户来说，磁场共振式无线充电技术可以提供更加便捷的充电方式。
只需将手机放置在充电座上，即可自动进行充电，无需插拔充电线，方便快捷。
无线充电技术(四种主要方式)原理与应用实例图文详解
无线充电已经在电动牙刷、电动剃须刀、无绳电话等部分家电产品中实用化，现在其应用范围又扩大到了智能手机领域及电动汽车和列车领域。
未来可以将无线充电装置安装在办公桌内部,只要将笔记本或PDA 等电器放在桌上就能够立即供电。
以下是四种主要无线充电方式：无线充电方式 充电效率使用频率范围传输距离电场耦合方式电磁感应方式92%22KHz数mm-数cm磁共振方式95%13.56MHz 数cm-数m无线电波方式38% 2.45GHz 数m-1.电磁感应方式无线供电驱动一枚60W电灯泡，效率高达75%。
电磁感应无线充电产品示意图电磁感应方式，送电线圈与受电线圈的中心必须完全吻合。
稍有错位的话，传输效率就会急剧下降。
下图靠移动送电线圈对准位置来提高效率。
目前，市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合总部位于美国的业界团体“无线充电联盟（WPC）”所制定的“Qi”规格。
Qi源自汉语“气功”中的“气”， 无线充电方式包括“磁共振”及“电波接收”等多种方式，Qi采用的是“电磁感应方式”。
通过实现标准化，只要是带有Qi标志的产品，无论是哪家厂商的哪款机型均可充电。
在伦敦利用其最新研发的感应式电能传输技术成功实现为电动汽车无线充电。
在展示过程中，该公司将电能接收垫安装于雪铁龙电动汽车车身下侧，这样电池就可以通过无线充电系统进行无线充电。
电动牙刷无线充电示意图一种无线充电器发送和接收原理图2. 磁共振方式磁共振方式的原理与声音的共振原理相同。
排列好振动频率相同的音叉，一个发声的话，其他的也会共振发声。
同样，排列在磁场中的相同振动频率的线圈，也可从一个向另一个供电。
相比电磁感应方式，利用共振可延长传输距离。
磁共振方式不同于电磁感应方式，无需使线圈间的位置完全吻合。
应用：三菱汽车展示供电距离为20cm，供电效率达90％以上。
线圈之间最大允许错位为20cm。
如果后轮靠在车挡上停车，基本能停在容许范围内。
索尼公司发布的一款样机：无电源线的电视机利用磁场共振实现无线供电的电视机。
无线充电工作原理
无线充电技术工作原理无线充电的工作原理主要基于电磁感应、电磁共振、无线电波（RF）、电场耦合传输技术，这些技术允许电能通过非物理接触的方式从充电基座（或发射器）传输到电子设备（或接收器）的电池中。
以下是这三种主要无线充电技术的工作原理：①电磁感应式无线充电：1．这是目前应用最广泛、技术最成熟的无线充电方式。
其基本原理与变压器相似，利用交变电流通过初级线圈产生交变磁场，次级线圈则感应出电动势并转换为电流，从而实现电能的无线传输。
2．充电时，充电设备（如手机）放置在无线充电板上，两者内置的线圈相互靠近。
充电板上的线圈连接至电源并产生交变磁场，手机内的线圈感应到这一磁场后产生电流，进而为手机电池充电。
3．优点：效率高、技术成熟、成本相对较低。
4．缺点：传输距离短（一般需几毫米至几厘米），且要求设备位置相对固定。
②电磁共振式无线充电：1．电磁共振技术通过调整发射器和接收器的频率，使它们在同一频率上共振，从而更有效地传输电能。
这种技术的传输距离比电磁感应更远，可达数米。
2．发射器和接收器都包含能够产生和接收共振的线圈，它们被调谐到相同的频率。
当发射器通电并产生交变磁场时，与接收器线圈频率相同的部分会被放大并传输给接收器。
3．优点：传输距离较远，适用于多个设备同时充电。
4．缺点：效率相对较低，且对设备位置和方向有一定要求。
③无线电波（RF）传输式无线充电：1．无线电波式无线充电利用微波或毫米波等无线电波将电能传输到接收设备。
这种方法类似于无线通信，但传输的是电能而非信息。
2．发射器将电能转换为无线电波并发射出去，接收器则捕捉这些无线电波并将其转换回电能。
这种技术可以实现较远距离的电能传输，但技术复杂度和成本较高。
3．优点：传输距离远，理论上可以实现较远的无线充电。
4．缺点：效率低，能量在传输过程中会有较大损失；且可能对周围电子设备产生干扰。
总的来说，无线充电技术的发展为人们的生活带来了极大的便利，不同的技术各有优缺点，适用于不同的应用场景。
无线充电技术的电能转换效率
无线充电技术的电能转换效率无线充电技术是近年来备受关注的一项技术创新，它能够为手机、平板电脑等电子设备提供便捷的电能补充。
然而，不同的无线充电技术在电能转换效率方面存在着差异，这直接影响了使用者的充电体验和能源利用效率。
本文将对当前常见的几种无线充电技术的电能转换效率进行探讨，并分析其存在的问题和未来的发展方向。
一、电磁感应无线充电技术电磁感应无线充电技术是目前应用最为广泛的无线充电技术之一。
它利用发射端产生的交变磁场，通过感应耦合的方式将电能传输到接收端。
该技术的电能转换效率主要受到两个因素的影响：传输距离和传输功率。
在传输距离方面，电磁感应无线充电技术的电能转换效率随着传输距离的增加而逐渐下降。
这是由于随着距离的增加，磁场的强度减弱，从而导致能量传输的损耗增加。
为了提高电能转换效率，研究人员可以通过增加发射端和接收端之间的距离，以及合理设计电磁感应系统的结构和参数，来减小能量传输的损耗。
在传输功率方面，电磁感应无线充电技术的电能转换效率与功率的大小相关。
通常情况下，功率越大，电能转换效率越高。
但是，过高的功率也会引发一些问题，如系统发热问题和安全隐患。
因此，在设计电磁感应无线充电系统时，需要综合考虑功率大小与电能转换效率之间的平衡，以满足实际应用的需求。
二、磁共振无线充电技术相比于电磁感应无线充电技术，磁共振无线充电技术在电能转换效率方面具有更大的优势。
它利用发射端和接收端之间的磁场共振现象，实现较远距离的电能传输。
磁共振无线充电技术的电能转换效率主要受到两个因素的影响：共振频率和传输功率。
在共振频率方面，发射端和接收端需要具有相同的共振频率，才能够实现高效的能量传输。
因此，合理设计共振电路的频率和参数，对于提高电能转换效率至关重要。
在传输功率方面，磁共振无线充电技术能够通过调节谐振器的耦合系数来实现自适应的功率传输，从而提高电能转换效率。
此外，磁共振无线充电技术还可以通过将传输功率分割成多个小功率，将能量分布在空间中，减小传输过程中的能量损耗。
电磁共振式无线充电技术原理
电磁共振式无线充电技术原理电磁共振式无线充电技术原理解析引言无线充电技术在现代生活中扮演着越来越重要的角色。
其中一项重要的技术就是电磁共振式无线充电技术。
本文将从浅入深地解释电磁共振式无线充电技术的原理。
什么是电磁共振式无线充电技术？电磁共振式无线充电技术是一种通过电磁场实现无线充电的方法。
它基于共振的原理，通过在充电器和设备之间建立共振磁场，将能量传递给设备，从而实现无线充电的目的。
原理解析电磁共振式无线充电技术的原理可以分为以下几个关键步骤：1.发射端的工作：发射端通过电源将交流电转换为特定频率的交变电流。
该电流通过发射线圈，在发射器上产生一个交变磁场。
2.共振现象的发生：接收端上的接收线圈通过谐振，与发射器上的发射线圈产生共振。
这种共振现象使得两个线圈之间的交变磁场得以共享和传输。
3.能量传输：通过共振现象，发射端的交变磁场引起接收端的线圈内的交变电流。
这样，能量就从发射端传输到接收端，实现无线充电。
4.能量匹配：为了实现更高效的能量传输，发射端和接收端必须进行能量匹配。
这意味着它们的电感和电容需要调整到能够产生最佳的共振效果。
优势和应用电磁共振式无线充电技术具有以下几个优势：•方便性：无需插拔充电线，设备接触发射器的瞬间即可开始充电，使用更为方便。
•充电效率：电磁共振式无线充电技术能够通过共振现象提高能量传输的效率，相比传统有线充电更为高效。
•应用广泛：电磁共振式无线充电技术可用于手机、智能手表、电动汽车等各种设备，适用性极广。
结论电磁共振式无线充电技术通过共振现象实现了无线充电的便利和效率。
它的发展将极大地改善我们的充电体验，并促进无线充电技术的广泛应用。
我们可以期待这一技术在未来的发展和改进中，为我们的生活带来更多便利和可能性。
技术挑战和未来展望尽管电磁共振式无线充电技术在便利性和效率方面取得了显著的进展，但仍然存在一些技术挑战和改进空间。
以下是一些主要的挑战：•距离限制：目前电磁共振式无线充电技术的有效传输距离较短，一般在几厘米至几十厘米之间。
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浅析电磁共振无线充电技术
柴XX1
（1. 理学院光信息科学与技术1002班）
摘要：由电磁共振无线电力传输的基本原理出发，浅析了无线充电技术的应用前景及存在的问题，最后提出了一些发展策略。
关键词：电磁共振；无线充电；电力传输；电磁场；共振器
1前言
由铜制线圈作为电磁共振器，一团线圈附在传送电力方，另一团在接受电力方。
当传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场扩散到接受方，电力就实现了无线传导。
这项被他们称为“无线电力”的技术经过多次试验，已经能成功为一个两米外的60瓦灯泡供电。
目前这项技术的最远输电距离还只能达到2.7米，但研究者相信，电源已经可以在这范围内为电池充电。
而且只需要安装一个电源，就可以为整个屋里的电器供电。
这一系统可以在未来得到广泛应用，例如针对电动汽车的充电区以及针对电脑芯片的电量传输。
而采用这项技术研制的充电系统所需要的充电时间只有当前的一百五十分之一。
这项技术具有优良的能量传输特性，从而显现出独一无二的优势。
在一个较远的距离上，摆脱电线的束缚，能量在空间中分布，而我们需要做的只是在任何一个地方利用它。
本文综述了无线充电技术，或者说无线能量传输技术在生活中的应用，并介绍了此技术在未来可能得到的应用，如太阳能外空间收集、地球能量网、实时定位，最后提出了在应用中待解决的问题。
2无线能量传输工作原理
2.1基本原理
当振荡电路为非理想状态而有电阻时，电阻发热，成为阻尼振荡；当振荡电路中有外加的周期性电动势作用时，将成为受迫振荡；当外加电动势的频率与电路自由振荡的固有频率ω相同时，振幅达最大值，叫电磁共振。
电磁共振是目前正在研究的一种电力传输方式，是利用电流通过线圈产生同频率的磁场共振实现无线供电，磁场的强弱决定了它的传输距离和效率，它可以实现10m左右距离的室内供电。
并且它们传递能量的强度不会受到周围事物的影响。
但由于目前的实验所需要的线圈直径较大，还仅仅停留在实验阶段，而且，必须对其相应频率进行保护，防止相同频率的电磁波进行干扰，降低效率。
2.2装置原理图
图 1 电磁共振电力传输与传统方法的比较
与常规电力传输方法不同的是，对于无线传输，接收线圈和发射线圈可以相距很远，其传输距离和效率受制于磁场的强弱。
发射线圈与电源相连，向外发射一定频率的磁场，远处的接收线圈在磁场中发生谐振，接收空间中的能量，在将能量用于设备运转。
于是能量便从电源，穿过空间实现了传输。
3广泛的应用领域及现状
无线电力传输技术在医疗器械、便携通信、航空航天、交通运输、水下探测等领域有着广泛的应用前景，涉及军事、工业、医疗、运输、电力、航空航天、空间站、卫星、军舰、航母、节能环保、便携式通信设备等行业1。
随着材料学、电力电子件、功率变换和控制技术的发展和WPT技术的逐步成熟以及特殊场合下无线电力传输需求的增长，WPT应用逐步成为现实。
无线电力传输应用产品包括低功率低能耗电子通信产品、家具产品、办公产品、治疗仪器、交通工具，如：手机、MP3、电动牙刷、电子遥控门锁、梦幻彩灯、掌上电脑、笔记本电脑、吸尘器、电话、净水器、冰箱、微波炉、体温表、助听器、心脏起搏器、心脏调节器、心脏除颤器、电动汽车、动车组、矿井电车等目前WPT技术大多处在研究阶段，产品应用的主要是lCPT和RFPT技术。
ICPT技术主要应用于电动汽车、机车的充电轨道、矿井和水下探测，RFPT主要应用于医疗器械和便携式电子产品。
在医疗器械领域，WPT技术发展改变了医疗植入式电子系统的供电方式，RFPT 技术在医疗电子行业得到了长足发展，如心脏起搏器的核电池充电，耳蜗植入装置供等，其充电方式一般采用ICPT和RFPT等进行体外能量传输。
医疗植入式装置无线电能传输系统的基本工作原理是采用E类放大器作为RFPT系统的发射极，通过体外与体内两个线圈之间的电磁耦合输送电能，产生的耦合电磁波经穿透人体后，通过谐振回路将电磁波转化为电能，再经过整流、滤波、稳压等辅助电路而得到所需的工作电压。
采用RFPT技术，主要有经皮能量传输和直接能量传输，可以减小人体受感染的风险，同时又解决了电池寿命有限的问题。
在便携通信领域，WPT近年日渐风靡，已有不少高科技公司涉及这一领域。
在充电座和手机中安装发射和接收电能的线圈，手机便可实现无接点充电。
在充电插座和牙刷中各有一个线圈，当牙刷放在充电座上时就有磁耦合作用，利用电磁感应的原理来传送电力，感应电压整流后就可对牙刷内部的充电电池充电。
笔记本电脑或手机放在装有能传输电能的“电磁桌”上能“吸取”电能而工作。
在航空航天领域，空间太阳能电站发出的电能可通过微波向卫星和地面传输电能，MPT技术发展推动了空间太阳能发电和卫星技术的革新，发射、反射和接收技术等得到了很大的发展，微波电能传输在航空航天和电力领域得到应用。
太空太阳能电站是利用卫星技术，在太空把太阳能转化成电能，然后以微波和激光等方式传回地球供人类使用的系统。
在交通运输领域采用的是ICPT技术，主要应用于轨道机车和电动汽车的充电装置。
水下探测是WPT系统的一个重要应用领域，水下电能传输可用于深海潜水、深海油田与深海采矿水下电能的获取还能增强非核动力船只的续航能力。
4无线电力传输面临的问题及发展对策
无线电力传输的主要障碍是无线电力传输的效率和距离，无线电波的弥散、吸收与衰减是无线输电的难点。
电磁波在自由空间传输能量的过程中会向四面八方散发、不易集中、定向性差，能量在无线传输过程中，空气作为耦合介质，电力载体的磁力线会有极大损耗，特别是微波，漫射在空间，能量衰竭更快。
因此无线电力传输功率低，整体效率差，难以输送大量的能量，电力难以进行大功率远距离的无线传输。
对于无线充电，充电器与被充电设备之间以磁场形式连接，各种各样的干扰会造成能量传输的损耗，电磁感应方式传送能量较小、传送范围较小等问题也制约着电动汽车的无线充电发展。
无线电力传输工程规模巨大，无线电力传输系统要解决电力生产和输送两大问题。
另外，对于无线充电产品，无线充电设备必须经过相关机构的认证，同时需要找到一种相对成熟的商业模式来打开市场缺口。
此外，还要对无线充电的技术进行改良和完善，需要形成一个国际通行的标准，使收发设备之间具备广泛的兼容性。
5参考文献
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