无线输电技术有哪些好处？中国已经实现20米距离千瓦级功率

近些年，无线充电技术已出现在手机上，可以说无线输电技术已融入我们生活的各个角落，那么无线输电技术有哪些优势呢？它在中国的发展情况如何呢？

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尼古拉·特斯拉是一位塞尔维亚裔美国工程师，他在1889年提出了无线输电的概念，他毕生致力于发明创造，据记载他获得了700多项专利，也有资料称其数量接近1000件，在发明数量上他位列历史第二，仅次于拥有约2000项发明的爱迪生。

特斯拉的创造涵盖了许多方面，但多数创造都与电有关，比如他发明的知名“特斯拉线圈”；无线供电的概念提出至今已逾百年，昔日在该领域确实取得了显著成就kaiyun全站网页版登录，像无线通信技术便是在此基础上进步的，它为人们的生活带来了翻天覆地的变化。

谈及无线供电，许多人脑海中浮现的或许是闪电，这属于一种自然现象，加之它爆发之际，往往伴随着震耳欲聋的雷鸣，因而给人留下难以磨灭的印象。然而闪电的形成，源于云层积蓄的高压，当这种高压使空气发生电离时便会产生，而无线供电的原理与此截然不同，它并非借助此种方式达成目标。

无线输电技术的原理大约可以分为三种：

第一种方式是电磁感应原理，该原理在中学教材中已有介绍，需要两个线圈配合使用，一个用于发射，另一个用于接收，发射线圈接通交流电后能形成变动磁场，只要接收线圈处在该磁场的作用范围内，就会因感应产生电流，从而实现无线能量传输。

这种能量传递途径的效能略胜于其他无线上传手段，但覆盖范围相对有限，并且对接受端的位置精度有一定标准。以手机普遍采用的感应式电力补充为例，其运作机制便基于此，当用户在为移动设备补充能量时，若临时需要操作该设备，便无需再经历连接线缆的繁琐步骤。

这种充电方式的优势并不明显，毕竟它需要借助一个机座，并与电源相连，同时充当发射线圈的角色。部分汽车已开始采用清洁能源，其中多数依赖电力驱动，因此及时为其充电能够显著提升续航里程。这种充电技术未来或许会应用于汽车领域，持续改变我们的生活方式。

第二种方法是利用核磁共振原理。这种无线充电设备包含两个部分，一个负责发射，一个负责接收。这两部分会设定好特定的频率，随后形成共振现象。接收端能够从发射端获取能量，电能便这样被产生出来。

无线传输采用磁共振技术时，传输距离能够实现极远，通过扩大发射端与接收端线圈的规模并增加单元数量，传输距离能拓展至千米级别，不过其传输效能相对较低，通常仅维持在40%至50%的水平，意味着相当一部分能量在传输环节中已经发生了损耗。因为要实现远距离输送能量，功率通常也会变得异常高，这显然会对人体健康造成不利影响，因此，想让这种技术得到更普遍的应用，将会面临相当大的挑战。

第三种方式借助无线电波实现。该方式原理与无线电通信相似，仅传输内容有所区别。无线电通信主要传递信息，而无线输电着重传输能量。具体而言，它将电磁波转变为电流。

无线电波传输电力时，其作用范围通常仅限于十米左右，然而能量在传输过程中会有显著衰减，其效率往往低于磁共振传输，多数情况下不足百分之四十，不过这种传输方式对人体的潜在危害相对较小。毫无疑问波长增长之后，传输距离能够得到扩展，这是因为波长增长有利于避开阻挡物，不过传输效能也会随之下降，这组成了相互制约的关系。

各种传输途径各具特点，不过它们在转变人们日常习惯方面效果显著。比如在人口分布稀疏的山区、海岛或峡谷地带，当地居民数量有限，又或者森林保护工作者，若要在这些偏远区域铺设电力设施，因为使用者数量不多，并且地形条件复杂，同样会导致建设费用高昂。

倘若采用无线能量传输方案，其能量转换的成效并不十分出色，不过依然能够满足他们的用电需求，从而让他们的日常起居更为便利。

这项无线传输能量方案并非专供特定群体使用kaiyun全站app登录入口，它在日常生活中广泛部署，先前提及的电动汽车和无线感应手机就是典型示范，此外，部分厂商已将其技术融入电动梳子、冷藏设备和煮饭器具等日常用电器具。

中国科研人员已达成10米范围无线微波供能目标，在国内初次完成20米间隔、千瓦级功率的无线能量传递，尽管整体转换率仅达25.5%，但在全球范围内仍属领先水准。这种传输距离对于单个住宅环境应用尚可，若需拓展至更远范围，则面临显著挑战。

这段距离虽然不长，却用途广泛。工业自动化日益普及，许多工厂的作业已由机器人承担。若机器人位置固定，使用长线供电尚可，但若它们需要持续移动，长线供电就会引发诸多问题。

用电池供电的话，电力最终会枯竭，届时就得耗费时间更换电池，或者将电池送去充电，这些都会妨碍工作进程。采用无线输电技术的话，情况就会显著改善，机器人能够持续运行，整体运作将更趋智能和高效。

无线能量传输在航空及航天行业同样具备实用价值。诸如部分无人飞行器或高空作业设备开yun体育app官网网页登录入口，其电力供给常因特殊环境而受限，借助非接触式能量传输技术可有效应对此类供电难题。倘若未来能在宇宙空间部署发电设施，便能为航天器提供专属电力支持，届时或许无需再依赖其太阳能收集装置，此举或对简化航天器构造产生积极影响。

中国科研人员不满足于20米的无线能量传输界限，将持续探索，未来会在微波传输的覆盖范围、能量转换效能及电磁场安全等三个维度上不断优化，逐步达成百米乃至千米级别的微波无线能量传输方案，届时其应用领域将更加广阔。

整体而言，无线电力传输的运作方式通常能够归纳为三类，分别是基于电磁感应的机制、利用磁共振的原理以及通过无线电波的传输，根据传输途径的差异，其能量传递的成效和可能对人体产生的干扰程度也会存在显著区别，因此每种方法都具备其独特的优点。

无线电力传输用途十分普遍，任何需要用电的场合都可能用到它。不过，受制于能量转换效能和传输间隔距离的限制，现阶段的应用大多局限于特定环境约束的区域。即便如此，这种技术为人们生活提供的便利程度相当可观。

根据无线输电的运作方式分析，若要实现普遍应用，采用无线电波传输是较为理想的选择，中国在相关领域的研究已经取得显著成果，成功实现了20米距离传输千瓦级功率，后续还将持续进步，这会给社会带来哪些新的可能性呢？对此您有何看法？

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