Witricity

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Introducción:

Witricity ó, la transferencia inalámbrica de electricidad, hace referencia al envió de energía eléctrica o poder sobre una distancia sin el uso de cables. Para que lo anterior pueda suceder exitosamente deben de existir un acoplamiento magnético resonante. Recordamos que la resonancia es la tendencia de un sistema a oscilar a mayor amplitud en unas frecuencias queen otras. Un acoplamiento magnético resonante ocurre cuando dos objetos son capaces de intercambiar energía a través de sus campos magnéticos oscilantes sin tener mucho desperdicio. Uno de los principales factores en estudio se encuentra en la importancia de minimizar el desperdicio de la energía que está siendo transferida de un objeto a otro.
El primer experimento que exitosamentetransfirió esta energía inalámbrica consistió de dos bobinas auto-resonantes. Se encendió una bombilla de 60W desde una fuente de alimentación situada a siete pies de distancia. Las bobinas tenían un diámetro de 50cm, la primera bobina que actuaba de frente fue acoplada inductivamente a un circuito oscilador, la otra se incorporó a la carga (bombilla). La fuente de poder y el receptor fueron distanciados a2.5 metros y la bombilla se lograba encender. Esta tecnología resulta sumamente útil para uso cotidiano.



Funcionamiento

La idea de la transmisión de energía sin la utilización de cables, se basa en el uso de la resonancia para mejorar la eficiencia de la transmisión de energía utilizando un campo magnético para esto.
Un equipo básico para la transferencia de energía sin cablesconsta de una fuente de energía alterna, seguida de un rectificador a corriente directa. Esta corriente luego, es transformada a ondas de radio frecuencia para poder ser utilizado en el resonador fuente. Entre el resonador fuente y el rectificador de corriente directa, se coloca una red de adaptación de impedancia para poder acoplarlos de una manera eficiente, causando la transformación de laimpedancia en el resonador fuente en una para el resonador salida, esto hace que el campo magnético creado por el resonador fuente excite el resonador salida haciendo que se produzca energía dentro de él, esta energía luego puede ser utilizada para hacer algún tipo de trabajo. (Ver Anexo I)
Para una eficiencia máxima, es necesario alinear la bobina de entrada y el resonador fuente, y también susrespectivos de salida. Capacitores pueden ser necesarios en la bobinas para aumentar la eficiencia, solo no son necesarios cuando las reactancias de los inductores son mucho más pequeñas que las resistencias. (Ver Anexo II)

Marco Teórico
Para la mejor comprensión de la investigación es necesario considerar los siguientes conceptos:
- Resonancia
Se refiere a la implicación de energíaoscilante entre dos distintas amplitudes, dependiendo de la frecuencia. En un sistema en resonancia es posible tener una gran acumulación de energía almacenada, inclusive aunque la fuente de excitación sea pequeña. Un resonador se puede describir mediante dos parámetros, su frecuencia resonante () y su tasa de perdida intrínseca (T)

Mientras mayor sea Q mayor será la calidad del resonador.
Un ejemplode un resonador es un circuito con un capacitor, un inductor y una resistencia en serie, su frecuencia resonante va a estar determinada por la energía guardada en el campo magnético y el eléctrico,

Entonces Q estaría definido como:

Esto demuestra que al reducir la resistencia en el circuito, la calidad del resonador va a aumentar.
Para la transferencia de energía sin cables, esnecesario que los resonadores tengan un Q alto para que esta sea eficiente, los materiales que componen estos deben de ser altamente conductores y componentes que óhmicos; además deben de ser diseñados para reducir sus interacciones con el medio.
- Resonadores acoplados
Este tipo de resonadores se dan cuando dos resonadores comunes están muy cerca uno de otro, entonces empiezan a interaccionar, a...