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WITRICITY – Ricercatori del Mit: possibile trasferire corrente elettrica senza connessioni

Posted by curiositybox su 28 dicembre 2007

WiTricity – Elettricità senza fili

Il nome WiTricity è composto da “wireless electricity” ovvero “elettricità senza fili”. E’ un termine coniato inizialmente da Dave Gerding nel 2005 ed usato dal gruppo di ricerca del MIT (Massachusetts Institute of Technology) guidato dal prof. Marin Soljačić nel 2007, per descrivere l’abilità di fornire energia elettrica ad oggetti distanti senza l’utilizzo di fili.

WiTricity si basa su una forte connessione tra oggetti in risonanza elettromagnetica, tale da trasferire energia elettrica senza fili. Il sistema è composto da trasmittenti e riceventi contenenti antenne a spirale magnetica appositamente sintonizzate sulla stessa frequenza. Siccome la WiTricity opera all’interno di un campo elettromognetico “vicino”, il dispositivo ricevente deve trovarsi ad una distanza media di pochi metri dal trasmittente. Il sistema usa frequenze relativamente basse (pochi MHz). Nel loro primo esperimento, il gruppo ha anche simulato dei risonatori dielettrici alla frequenza di GHz.

Diversamente dai sistemi di trasferimento energetico senza fili nel “campo lontano” basati sulla connessione nel campo elettrico, costruiti da Nikola Tesla alla fine del 19° secolo, la WiTricity utilizza la connessione indotta nel campo “vicino” attraverso campi magnetici, i quali interagiscono molto più debolmente con gli oggetti circostanti, inclusi i tessuti biologici. Il concetto della WiTricity è fondamentalmente identico alla connessione magnetica nel campo “vicino” dei risonatori Tesla coil sebbene la WiTricity utilizzi livelli di energia decisamente inferiori e più sicuri, e potrebbe essere in grado di rientrare nelle regole di sicurezza FCC e EMC. Le tecnologie del campo vicino rilasciano energia dal trasmittente quando il ricevente è vicino, ma con le tecniche del “Campo lontano” la sorgente trasmette sempre energia in tutte le direzioni anche se non c’è alcun ricevente. I ricercatori pensano che la mancanza di un precedente sviluppo di questa tecnologia, visto che le leggi fisiche necessarie si conoscoono da moltissimo tempo, sia dovuta principalmente alla mancanza di motivazione: ora i “consumatori” hanno invece tantissimi dispositivi elettronici portatili che hanno costante necessità di ricaricare le batterie!

I ricercatori del MIT, con il loro ultimo esperimento, hanno dimostrato con successo la possibilità di dare energia ad una lampada da 60 Watt a partire da una sorgente distante 2 metri (7 ft) con una efficienza pari circa al 40%. Hanno usato due bobine di rame appositamente caricate di 60 cm di diametro, orientate lungo lo stesso asse, e disposte in modo tale da risuonare insieme a 10 MHz. Una era connessa induttivamente ad una sorgente energetica, l’altra alla lampadina. Il dispositivo ha acceso la lampadina, anche quando la diretta linea visiva del campo è stata interrotta tramite un pannello di legno. Aristeidis Karalis sostiene che “la normale induzione magnetica non risonante sarebbe stata almeno un milione di volte meno efficiente di questo particolare sistema”.

I ricercatori pensano di poter miniaturizzare il dispositivo da renderlo appetibile per usi commerciali nel giro di 3-5 anni. Sono sicuri inoltre che le densità di energia irradiate possono essere portate al di sotto della soglia delle regole di sicurezza FCC.

Roy V.

Link:
– La notizia riportata dal Corriere della Sera il 06 giugno 2007 http://www.corriere.it/Primo_Piano/Scienze_e_Tecnologie/2007/06_Giugno/07/energia_senza_fili.shtml

– Il file PDF della relazione degli scienziati del MIT: Efficient wireless non-radiative mid-range energy transfer (0,5M)

In futuro avremo apparecchi capaci di collegarsi all’alimentazione senza cavi, come oggi si fa per la Rete con il Wi-Fi
CAMBRIDGE (Stati Uniti) – Dopo il wireless arriva la witrcity a suggerire un futuro sempre più senza filo. Gli scienziati americani sono riusciti ad accendere una lampadina da 60 watt, facendo originare l’elettricità necessaria da una fonte distante sette piedi, vale a dire più di due metri, senza che vi fosse nulla di fisico a unire le due parti. Il progetto, a metà strada tra mito e realtà, nacque, qualche anno fa, dalla mente del capo del team di ricercatori (che oltre a quelli del Mit comprende anche esponenti del Dipartimento di Energia Elettronica e Fisica Computerizzata e dell’Istituto per le Nanotecnologie Militari) quando, dopo l’ennesima notte in cui era stato risvegliato dal beep del suo cellulare che richiedeva una ricarica della batteria, gli venne da pensare quanto sarebbero stati utili apparecchiature elettroniche in grado di provvedere autonomamente al proprio approvvigionamento elettrico. Da secoli sono noti metodi di trasmissione senza l’ausilio di fili, come quello attraverso le onde magnetiche o le onde radio. Queste però non hanno alcuna capacità di trasportare elettricità, poiché viaggiano in tutte le direzioni e quindi gran parte della corrente andrebbe dispersa. Si potrebbe pensare al laser, ma questo presenterebbe problemi di pericolosità, la fonte e l’apparecchio dovrebbero sempre essere allineati e infine sarebbe molto difficile seguire tutte le apparecchiature portatili.
WITRICITY – Il principio che sta alla base della witricity è quello della risonanza reciproca di due oggetti differenti, dotati dunque della capacità di risonare alla stessa frequenza e di scambiarsi energia in modo efficiente. Inoltre, particolare non trascurabile, va considerato che la risonanza reciproca di due oggetti comporta una scarsa interazione con tutto ciò che non fa parte della «coppia». Può aiutare a capire meglio un semplice esempio: in una stanza ci sono cento bicchieri da vino identici riempiti a differenti livelli, quindi con una frequenza di risonanza diversa. Una cantante entra e lancia un poderoso acuto. Il bicchiere con la stessa frequenza della nota emessa può accumulare così tanta energia da esplodere mentre tutti gli altri non subiranno alcuna conseguenza.
LA RICERCA – Nella ricerca del Mit l’attenzione si è focalizzata su un tipo di risonanza in particolare, quella magnetica. Due bobine di rame fungono l’una da sorgente e l’altra da terminale. La prima viene connessa alla rete elettrica e genera un campo magnetico che produce onde che raggiungono la seconda, che vibra alla stessa frequenza e raccoglie gran parte dell’energia. Qualunque altro oggetto con una frequenza differente subisce una scarsa influenza e, respingendo il campo magnetico, indirizza l’elettricità a bersaglio con maggiore precisione. Grazie a questa tecnologia si potrebbe arrivare a stanze attrezzate in modo tale da ricaricare la batteria di qualunque apparecchio elettronico sia presente al loro interno o addirittura a fornire energia direttamente al portatile, alimentandolo direttamente. Non ultimo, i ricercatori sottolineano che lo scarsissimo impatto dei campi magnetici sugli organismi biologici garantisce anche agli umani l’assenza di minacce alla salute.
fonte: Emanuela Di Pasqua
12 giugno 2007 – Corriere della Sera
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Una Risposta to “WITRICITY – Ricercatori del Mit: possibile trasferire corrente elettrica senza connessioni”

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