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 resuena el lado "secundario" (que soporta la carga) de la bobina débilmente acoplada. [5] Un transformador resonante de este tipo se usa a menudo en circuitos analógicos como filtro de paso de banda . El acoplamiento inductivo resonante también se usa en sistemas de energía inalámbricos para computadoras portátiles, teléfonos y vehículos.
Varios sistemas de acoplamiento resonante en uso o en desarrollo para sistemas eléctricos inalámbricos de corto alcance (hasta 2 metros) [6] para alimentar computadoras portátiles, tabletas, teléfonos inteligentes, aspiradoras robóticas , dispositivos médicos implantados y vehículos como automóviles eléctricos, trenes SCMaglev [7 ] y vehículos de guiado automático . [8] Las tecnologías específicas incluyen:
La bobina de Tesla es un circuito transformador resonante que se utiliza para generar voltajes muy altos y puede 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 modernos sistemas inalámbricos de energía 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 de Tesla ". Transfiriendo energía eléctrica de la bobina primaria a la bobina secundaria por inducción resonante, una bobina de 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 riesgo grave de destrucción del aparato en sí y peligro para las personas que se acercan o lo 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 mientras se adaptan de manera eficiente a algunos desalineamientos y torsión dinámica de las bobinas. La separación entre las bobinas en aplicaciones implantables es normalmente 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 comercialmente disponibles. [17]
