Acoplamiento inductivo resonante
El acoplamiento inductivo resonante o el acoplamiento síncrono de fase magnética [4] [5] es un fenómeno con acoplamiento inductivo en el que el acoplamiento se vuelve más fuerte cuando el lado "secundario" (que soporta la carga) de la bobina acoplada débilmente resuena. [5] Un transformador resonante de este tipo se utiliza a menudo en circuitos analógicos como filtro de paso de banda . El acoplamiento inductivo resonante también se utiliza en sistemas de energía inalámbricos para computadoras portátiles, teléfonos y vehículos.
Varios sistemas de acoplamiento resonante en uso o en desarrollo para corto alcance (hasta 2 metros) [6] sistemas eléctricos inalámbricos para alimentar computadoras portátiles, tabletas, teléfonos inteligentes, aspiradoras robotizadas , dispositivos médicos implantados y vehículos como automóviles eléctricos, trenes SCMaglev [7 ] y vehículos guiados automatizados . [8] Las tecnologías específicas incluyen:
La bobina Tesla es un circuito transformador resonante que se utiliza para generar voltajes muy altos y es capaz de proporcionar una corriente mucho más alta que las máquinas electrostáticas de alto voltaje como el generador Van de Graaff . [10] Sin embargo, este tipo de sistema irradia la mayor parte de su energía al espacio vacío, a diferencia de los sistemas de energía inalámbricos modernos que desperdician muy poca energía.
Los transformadores resonantes se utilizan ampliamente en circuitos de radio como filtros de paso de banda y en fuentes de alimentación conmutadas.
En 1894, Nikola Tesla usó acoplamiento inductivo resonante, también conocido como "inducción electrodinámica" para encender de forma inalámbrica lámparas fosforescentes e incandescentes en el laboratorio 35 South Fifth Avenue, y más tarde en el laboratorio 46 E. Houston Street en la ciudad de Nueva York. [11] [12] [13] En 1897 patentó un dispositivo [14] llamado transformador resonante de alto voltaje o " bobina Tesla ". Al transferir energía eléctrica de la bobina primaria a la bobina secundaria por inducción resonante, una bobina Tesla es capaz de producir voltajes muy altos a alta frecuencia.. El diseño mejorado permitió la producción y utilización seguras de corrientes eléctricas de alto potencial, "sin responsabilidad seria de la destrucción del aparato en sí y peligro para las personas que se acercan o manipulan".
A principios de la década de 1960, la transferencia de energía inalámbrica inductiva resonante se utilizó con éxito en dispositivos médicos implantables [15], incluidos dispositivos como marcapasos y corazones artificiales. Mientras que los primeros sistemas usaban una bobina receptora resonante, los sistemas posteriores [16] también implementaron bobinas transmisoras resonantes. Estos dispositivos médicos están diseñados para una alta eficiencia utilizando componentes electrónicos de baja potencia al mismo tiempo que se adaptan de manera eficiente a algunos desalineamientos y torsiones dinámicas de las bobinas. La separación entre las bobinas en aplicaciones implantables suele ser inferior a 20 cm. Hoy en día, la transferencia de energía inductiva resonante se usa regularmente para proporcionar energía eléctrica en muchos dispositivos médicos implantables disponibles comercialmente. [17]
