Electricidad sin cables
En la actualidad una
gran parte de investigaciones son hacia la electricidad, ya sea desde energías renovables, transmisión, implementación, etc., pero, en lo personal siempre
me hago una pregunta sabiendo que podemos transmitir frecuencias y señales de cualquier tipo, y, que no
podemos usar tan fácil
los materiales superconductores por la limitante de temperatura, la pregunta es
¿por
qué
no podemos transmitir la energía sin cables?, y, parece ser que el MIT lo resolvió mediante conceptos conocidos desde
hace décadas,
creando un campo magnético
entre dos "antenas" (son "resonadores magnéticos" hechas de bobinas de cobre
que vibran con el campo magnético
creado por la electricidad) . Una esta conectada a la fuente de electricidad y
otra en el aparato que se quiere encender (Que en el caso probado por esta
universidad fue una foco de 60 volts) utilizando el fenómeno físico de "resonancia", se logran las
vibraciones dentro de un campo de energía de determinada frecuencia y cuando dos objetos
tienen la misma resonancia hacen un poderoso intercambio de energía sin afectar a otros objetos
cercanos, esto se hace aprovechándose de la resonancia de ondas electromagnéticas de muy baja frecuencia.
Hablando de los
peligros de este experimento se sabe que "El cuerpo de algún ser viviente responde mucho a los
campos eléctricos,
y es por eso que podemos cocinar pollo en el horno microondas, pero el cuerpo
no responde a los campos magnéticos.
Hasta donde sabemos, el cuerpo da cero respuesta a los campos magnéticos en términos de la energía que absorbe", se reafirmo el conocimiento
científico
por John Pendry, del imperial College of London, quien siguió los experimientos del MIT.
La inducción electromagnética es proporcional a la intensidad
de la corriente y el voltaje en el conductor que produce los campos y la frecuencia hacen que cuanto mayor sea la
frecuencia más
intenso será
el efecto de inducción.
La energía
se transfiere de un conductor que produce los campos (la principal) a
cualquiera de los conductores en los que esta el aparato al que se le quiere
proveer energía.
Parte de la energía
del conductor primario pasa a través del espacio en forma inductiva al conductor
secundario y la energía
disminuye rápidamente
a lo largo del conductor primario. Una corriente de alta frecuencia no pasa
largas distancias a lo largo de un conductor, pero rápidamente transfiere su energía por inducción a los conductores adyacentes. Una
inducción
mayor es resultante de la frecuencia más alta. Esta es la explicación de la diferencia aparente en la
propagación
de las perturbaciones de alta frecuencia con la propagación de la potencia de baja frecuencia de
sistemas de corriente alterna. Cuanto mayor sea la frecuencia de la más preponderante se convierten en los
efectos inductivos que es la transferencia de energía a través del espacio. Cuanto más rápidamente la energía disminuye y la corriente se extingue a lo largo
del espacio, el fenómeno
es más
pequeño.
El flujo de energía eléctrica comprende por lo tanto fenómenos interiores del conductor y fenómenos en el espacio exterior del
conductor en el campo eléctrico
que, en un circuito de corriente es continua, y, es una condición de tensión constante dieléctrica y magnética, en un circuito alterno de corriente, es decir,
una onda eléctrica
es lanzada por el conductor para convertirse en campo lejano de radiación electromagnética que viaja a través del espacio con la velocidad de la
luz.
En la transmisión de energía eléctrica y de distribución, los fenómenos en el interior del conductor son muy
importantes, y el campo eléctrico
del conductor se observa generalmente sólo incidentalmente. Inversamente, en el uso de energía eléctrica para las telecomunicaciones por radio que es
sólo
el material eléctrico
y los campos magnéticos
externos del conductor, que es una radiación electromagnética, con suma importancia en la transmisión del mensaje.
El desplazamiento de
carga eléctrica
en el conductor produce un campo magnético y las líneas resultantes de fuerza eléctrica. El campo magnético es un máximo en la dirección concéntrica para el conductor. Es decir, un cuerpo
ferromagnético
tiende a fijarse en una dirección en ángulo recto con el conductor. El campo eléctrico tiene un máximo en una dirección radial, o aproximadamente, para el
conductor. El componente de campo eléctrico tiende en una dirección radial con el conductor y los
cuerpos dieléctricos
pueden ser atraídos
o repelidos radialmente al conductor.
El campo eléctrico de un circuito sobre la cual
fluye la energía
tiene tres ejes principales en ángulos rectos entre sí:
1 El campo magnético, concéntrico con el conductor.
2 Las líneas de fuerza eléctrica, radiales para el conductor.
3 El gradiente de
energía,
en paralelo con el conductor.
Cuando el circuito
eléctrico
se compone de varios conductores, los campos eléctricos de los conductores deben sobre ponerse una
sobre otra, y tanto como las líneas de campo magnético resultantes y las líneas de fuerza eléctrica no son concéntricos y radiales, respectivamente, excepto en la cercanía inmediata del conductor. Entre conductores
paralelos existen conjugaciones de círculos. Ni el consumo de energía en el conductor, ni el campo magnético, ni el campo eléctrico, son proporcionales al flujo de
energía
a través
del circuito. Sin embargo, el producto de la intensidad del campo magnético y la intensidad del campo eléctrico es proporcional al flujo de
energía
o potencia, y el resultado es resuelto en un producto de los dos componentes I
y E, que se eligen proporcional y respectivamente con la intensidad del campo
magnético
y del campo eléctrico.
El componente llamado corriente se define como el factor de la energía eléctrica que es proporcional al campo magnético, y el otro componente, llamado el
voltaje, se define como que el factor de la energía eléctrica que es proporcional al campo eléctrico.
En las
telecomunicaciones de radio el campo eléctrico de la antena de transmisión se propaga a través del espacio como ondas de radio e
incide sobre la antena de recepción donde se observa el efecto magnético y eléctrico. Las ondas de radio, microondas, radiación infrarroja, luz visible, la radiación ultravioleta, rayos X y rayos gamma
se muestran a ser la misma radiación electromagnética, y, estas difieren una de la otra sólo en la frecuencia de vibración.
Ahora hablando de la
inducción
de la electrodinámica
como técnica
de transmisión
inalámbrica
de campo cercano en distancias de hasta aproximadamente un sexto de la longitud
de onda utilizada. Cerca de la energía del campo en sí no es radiactivo, pero algunas pérdidas radiativas se producen. Y,
también
perdidas resistivas. Con la inducción de un efecto electrodinámico, la corriente eléctrica fluye a través de una bobina primaria y crea un campo magnético que actúa sobre una bobina secundaria produciendo una
corriente dentro de ella. Ambas deben tener acoplamiento perfecto a fin de
alcanzar una alta eficiencia. Como la distancia desde la primaria se
incrementa, más
y más
del campo magnético
se pierde en el secundario. Incluso en un intervalo relativamente corto, el
acoplamiento inductivo es muy ineficiente, perdiendo gran parte de la energía transmitida.
Esta acción de una descarga eléctrica del transformador es la forma más simple de transmisión de energía inalámbrica. Los circuitos primario y secundario de un
transformador no está
conectado directamente. La transferencia de energía se lleva a cabo a través de un proceso conocido como inducción mutua . Sus principales funciones
están
aumentando la tensión
de la antena primaria. Tanto los teléfonos móviles, cepillos de dientes eléctricos, cargadores de baterías y distribución de energía eléctrica de transformadores son ejemplos de cómo este principio se utiliza. El
principal inconveniente de esta forma básica de la transmisión inalámbrica es que es de corto alcance. El receptor debe
ser directamente adyacente a la unidad de transmisión o de inducción a fin de recibir
perfectamente toda la señal, y no dañar el equipo.
La aplicación de la resonancia aumenta el alcance
de transmisión
cuando se utiliza acoplamiento resonante, esto mediante los inductores del
transmisor y el receptor con una sintonización a la frecuencia natural mismo. El rendimiento
puede ser mejorado mediante la modificación de la unidad actual de una onda sinusoidal de una
forma de onda sinusoidal transitoria. La transferencia de potencia de impulsos
se produce en ciclos múltiples.
De este modo el poder significativo puede ser transmitido entre dos circuitos
LC mutuamente sintonizados con un coeficiente relativamente bajo de
acoplamiento. Bobinas de transmisión y recepción son generalmente de una sola capa selenoides o
espirales planas con la serie de condensadores, los cuales, en combinación, permiten que el elemento receptor
pueda ser sintonizado a la frecuencia del transmisor.
Los usos más comunes de la resonancia mejorada de
inducción
electrodinámica
se están
usando cargando las baterías
de los dispositivos portátiles,
como ordenadores portátiles
y teléfonos
celulares, los implantes médicos
y vehículos
eléctricos.
Una técnica
de carga localizada es seleccionada con la bobina adecuada de transmisión en una estructura de matriz de
varias capas de bobinado. La resonancia se utiliza tanto en la plataforma de
carga inalámbrica
(el circuito del transmisor) y el módulo receptor (integrado en la carga) para maximizar
la eficiencia de transferencia de energía. Este enfoque es adecuado para las almohadillas
universales de carga inalámbrica
para dispositivos electrónicos
portátiles
como los teléfonos
móviles.
Actualmente nos
encontramos en pañales
en muchas de las nuevas aplicaciones de la transición inalámbrica y energías renovables, pero la realidad es que ahí se encuentran y en un futuro no muy
lejano no dudemos que encontraremos estad soluciones en todos nuestros equipos
electrónicos,
porque, ahora ya contamos con los avances científicos para realizarlo.
Por: Joab Martin Lira Acosta
www.iUDLAP.mx
Bibliografía
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Extraído
el 13 de mayo 2012 desde www.iUDLAP.mx
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Saarbrücken,
Alemania: VDM Verlag Dr. Müller.
-Valone, T. (2002).
Aprovechando el rodaje de la naturaleza: la ciencia de Tesla de energía. Kempton, Illinois: Unlimited
Adventure Press.
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