Transferência de potência sem fios

Abstract

O grande avanço tecnológico que se foi verificando com o decorrer dos anos com o surgimento de novos equipamentos electrónicos tais como telefones móveis, tablets, laptops, etc., veio despertar um grande interesse na transmissão de energia sem fios, algo que já há muitos anos foi objecto de estudo por parte de Nikola Tesla mas que não obteve bons resultados. A transferência de energia sem fios pode ser alcançada, no campo próximo, através de ressonâncias magnéticas fortemente acopladas. Contudo, neste tipo de sistemas a antena transmissora está fracamente acoplada ao campo de radiação, de modo que a radiação de campo distante é insignificante e apenas as trocas de energia relevantes são através do campo próximo de acoplamento das antenas transmissora e receptora. Nesta tese, eu descrevo o desenvolvimento de um novo sistema de transferência de energia sem fios via antenas helicoidais fortemente acopladas alimentadas pelo ponto central. É mostrado que este sistema pode transferir energia com uma eficiência de até 31.24% e com uma distância de até 94 cm quando a antena receptora está conectada a um LED (Light Emitting Diode).

The huge technology progress that one has witnessed over the last few decades has created new paradigms for communication and information based on new electronic devices such as mobile phones, tablets and laptops. These developments came to awake a significant interest on wireless power transmission, something that Nikola Tesla had studied in his pioneering works, but with no satisfactory results.. Wireless power transfer can be achieved via strongly coupled magnetic resonances in the near-field. Interestingly, in this type of systems the transmitting antenna is weakly coupled to the radiation field, so that the far-field radiation is negligible and the only relevant exchanges of energy are through near-field coupling of the transmitting and receiving antennas. In this thesis, I describe the development of a new wireless power transfer via strongly coupled helical antennas fed by the center point. It is shown that this system can transfer energy with an efficiency up to 31.24% and to a distance up to 94 cm when the receiving antenna is connected to a light emitting diode.