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新的电磁革命正在路上

2021-07-09王安榛

科学之谜 2021年4期
关键词:磁场

王安榛

电磁技术在经历了一个多世纪的发展之后,现在正处于新的电磁革命前夜。

无线充电的生活

如今,我们的手机已能进行无线充电。但科学家并不满足于此,他们不仅想要手机真正地达到无线充电,也就是在我们进入家门的那一刻起,手机就能开始充电,而不需要我们把它放充电底座上;他们还想要汽车也能无线充电,而且还要让汽车能边开边充。这并非异想天开,而是真能实现。

我们先来看看无线充电背后的科学原理。事实上,无线生电早在1910年就已经实现,只是当时没有高效的电池以及其他原因,在100年后它才发展成无线充电。无线充电的实现,利用的是法拉第电磁感应定律。这个定律表明,当一个导电导体的磁场发生改变时,与这个导体相近的另一个导体会被引导出电流。就拿我们现在的无线充电手机来说,充电底座会不断产生变化的磁场,根据法拉第电磁感应定律,贴在底座上的手机里的电源会被引导出电流,从而进行充电。

只是,我们目前的手机为什么要紧贴充电底座才能充电?那是因为由电流产生的磁场强度会随距离的增加而急剧衰减。离充电底座越远的地方,磁场强度越小,由它所引出的电流也就越小,而且能量损失也会越多。这也是为什么无线充电汽车难以出现的原因。

但是美国麻省理工学院的科学家发现,如果发射器的磁场频率和接收器的接受频率相同,那么能量的损失会最小化。他们利用这一方法,成功地给离充电底座半米远的电视供电。……

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