特斯拉无线输电原理_特斯拉无线电传输原理

1.无线电力传输的原理？能不能浅显地讲一讲呢？这么直白好用的技术那些年怎么就发明不出来呢？

2.全球无线输电的方法的发明

3.特斯拉无线电力传输，损耗为什么很小

4.特斯拉的发明有多少？无线输电技术是真的吗？

摘 要：科技不断地在创新之中，本文提出的是基于特斯拉线圈电磁感应原理及电磁耦合原理相融合的新无线输电方案，以及将其扩展使用于太空无线输电，为人类带来取之不尽用之不竭的能源。

关键词：无线输电；电磁耦合；特斯拉线圈；共振线圈；太空输电

引言：随着人们对世界的探索和对知识的融汇，诞生了很多无线的高科技产品，如无线电话，蓝牙耳机，红外传输，无线鼠标……大家是否盼望电能的传输也能像电话一样开启无线的时代，相信在未来的不久输电的无线时代会逐步走进人们的生活。无线输电严格来讲就是无线电源，一切用电设备将不在需要连接电源的导线。

无线输电优点

电能作为一种能量，传统的电能传输主要是靠导线或导体进行输送，但是从发电，输电，变电，配电，用电在这些复杂的环节中，要使用大量的导线，杆塔，变电设备和换流设备，对电网的日常维护也是离不开的。无线输电能够省去电力输送过程中的诸多环节，使电能输送变得更为经济。而且传统的蓄电池也可以不再需要，因为无线输电可以直接将电能输送到用电设备，比如笔记本，手机，电动车……这样就可以为人们的日常生活带来了很多的方便，摆脱了电线及充电器的束缚。所以将电能输送无线化是有很大前景的。

无线输电原理

特斯拉无线输电：尼古拉·特斯拉这位架起电与磁之间桥梁的科学巨匠，也是最早提出无线输电的大师。他的理论是将低频高压电流转化为高频电流，然后再由空气作为传输媒介来输电。经常看到的特斯拉线圈就是能够生产出既高频又低电流的高压交流电。而且在一次记者招待会上，特斯拉做出了一个经特斯拉线圈产生的高频电流经过自己的身体，使一颗无线灯泡发亮的展示。特斯拉线圈的线路和原理都很简单，本质是一个可以获得高频电流的变压器。后来特斯拉又发明了放射机，也就是现在的大功率高频传输共振变压器。特斯拉把地球作为内导体，地球电离层作为外导体，通过放射机，这种放射机特有的电磁波振荡模式，在地球与电离层之间建立起了低频共振，利用地球表面的电磁波作为媒质来传输能量。可惜特斯拉有生之年没有财力实现这一发明，在这位巨匠陨落之后，这项技术被搁置，目前此技术又被重新研究。特斯拉线圈结构如图1所示

图1

电磁耦合共振的无线输电：这种技术已经得到了应用，并且制造出了一些科技产品，为数码相机，手机，笔记本进行无线感应充电。既然是感应充电，需要将用电设备置于感应装置上才能对其进行充电，即充点垫。此技术尚在研究阶段，感应距离是很微小的，远远不能满足输电的要求。近日麻省理工学院的一个研究小组在2米的距离内实现了无线输电，但是传输效率只有40%。这种无线输电的原理是：用两个耦合共振线圈，一个线圈接电源成为送电端，另外一个为接收端。让两个线圈具有相同的频率，线圈之间就可以进行电能的输送，这两个共振线圈不会被其他频率的物体所干扰，因此可以让两个耦合共振的线圈透过同一磁场传输电力，相当于开启了一个电能传输的通道。

电磁耦合式无线输电是一种基于电磁感应原理的输电方式，可以达到输电设备与用电设备间非物理接触就可以传输电能的效果，也是目前极有可能成为无线输电的技术手段。该系统主要由三个部分组成，能量发送端，无接触变压器和能量接收端。简化图如图2所示

图2

由于这种系统属于疏松耦合系统，传输效率低，为了提高传输能力，初级变压器通常用高频变压器。无接触变压器是系统中的枢纽部分，对稳定电流，高效传输起决定性作用。能量发射端由整流滤波电路，高频逆变装置和控制电路构成，与变压器的初级相连。能量接收端由输出整流滤波器和控制电路组成，与变压器次级相连。系统简化图如图3所示，耦合程度如图4所示。

图3

图4

无线输电前景展望

无线输电的科技实践，证实无线输电理论切实可行。如果将这种无线输电的方式扩展为太空输电，那么能源是取之不尽用之不竭的。太阳内部热核反应所造出的太阳能是非常巨大的，太阳每小时所释放的能量，可供人类使用5万年，然而辐射到地球的能量只有22亿分之一。若将太阳能尽可能利用，则可以解决全球因煤炭发电，引起的全球变暖问题，同时环境污染得到了有效遏制，届时人类将会用到廉价、清洁、 可持续的能源。

由于地面受云层等天气状况的影响，不利于阳光的收集，但是太空中阳光的辐射强度是地面的15倍，从地表发射一个带有单晶硅太阳能电池板的卫星，其高度超过35800公里后没有云层遮盖，昼夜变化，四季之分，相对位置与地球保持不变。将电池板收集储存的能量通过无线输电的技术传送到地表，然后通过无线输电技术将其输送至千家万户。这将是人类能源利用的一次革命性突破，会给各科领域带来新的辉煌。其简化图如图5所示。

结束语

本文将特斯拉线圈的电磁感应与电磁耦合相融合，使电磁感应无线输电的低效率与电磁耦合输电的短距离相弥补。以现有的研究水平对无线输电进行了说明和推导公式的展示，以及笔者大胆建立的太空无线输电模式，希望为研究无线输电尽微薄之力。

参考文献

[1]曾翔，基于磁耦合共振的无线输电系统设计[J]，四川理工学院学报:自然科学版,2010,23(5)

[2] 松浦虔士著，电力传输工程[M]，曹广益（译者），钱允琪（译者），北京科学出版社，2001

[3] 赵相涛,无线输电技术研究现状及应用前景,2010

[4] 李 平，谐振式无线输电的可行性研究 [ J]， 广西师范学院学报: 自然科学版, 2009, 26( 1): 107 109.

[5] K re in Philip T. E lem en ts of Pow Electronics [M].New York: Oxford University Press, 2004.

[6]候清江，无线供电方案及应用 2009（2）

作者简介：

张强，三峡大学电气与新能源学院，输电线路专业，20081484班。

无线电力传输的原理？能不能浅显地讲一讲呢？这么直白好用的技术那些年怎么就发明不出来呢？

特斯拉是上个世纪之初少有的实验通才，他机电工程，无线电工程，流体工程，低温工程，地球物理，真空技术，飞行器技术方面等等都有专利成就。特斯拉在各个国家的所有专利，包括他所有未曾批准的专利和所有具有专利价值的各种发明，总共加起来有700多项。特斯拉不仅是科学家，致力于探索和把握的未知自然现象，而且是能工巧将，他的某些实验成就，比如说火球闪电的人工制造，是用今天用最先进的设备，也模仿不出来。特斯拉最有价值的成就是发现了旋转磁场原理，发明了多相交流供电系统和交流感应电动机。他的最著名的发明是“特斯拉线圈”，这是一种分布参数高频共振变压器，可以获得上百万伏的高频电压。他是最早制作成功荧光灯和发现和研究X射线的科学家之一，并首先发现了红宝石激光效应，以及点电子显微镜效应。特斯拉还是无线电遥控的鼻祖，他使用谐振电路最早实现了计算机“与门”的逻辑原理，还最早阐述了雷达的原理，还最先用他自制的高灵敏度接收机接收到了天外无线电脉冲信号，探测过宇宙射线，发明过一种革命性的无叶片涡轮机等等。

特斯拉线圈的线路和原理都非常简单，但要将它调整到与环境完美的共振很不容易，特斯拉就是特别擅长这项技艺的人。特斯拉后来发明了所谓的“放射机”，现在称之为大功率高频传输线共振变压器，用于无线输电试验。特斯拉的无线输电技术，值得一题。特斯拉把地球作为内导体，地球电离层作为外导体，通过他的放射机，使用这种放射机特有的径向电磁波振荡模式，在地球与电离层之间建立起大约8赫兹的低频共振，利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。这一系统与现代无线电广播的能量发射机制不同，而与交流电力网中的交流发电机与输电线的关系类似，当没有电力接收端的时候，发射机只与天地谐振腔交换无功能量，整个系统只有很少的有功损耗，而如果是一般的无线电广播，发射的能量则全部在空间中损耗掉了。特斯拉有生之年没有财力实现这一主张。后人从理论上完全证实了这种方案的可行性，证明这种方案不仅可行，而且效率极高，对生态安全，并且不会干扰无线电通信。只不过涉及到世界范围内的能量广播和免费获取，在现有的政治和经济体制下，无人实际问津这种主张。

特斯拉一生坎坷，他的成就与他敢于冒险的勇气密不可分，他“敢为天下先”，并且一干到底，哪怕此路不通。他所从事的极高电压的研究充满生命危险，并且常常冒着生命危险进行各种示范表演。他最拿手的好戏是让上百万伏的高频电压通过自己的身体，展示出惊人的放电效应。在研究过程中，他受过电击，受过大剂量的X射线的照射，在研究磁暴线圈时，感受磁暴对生命意识的影响，而同样强度的磁暴能够让附近的金属箔挥发得无影无踪。在晚年还曾被出租车撞伤，尽量这样，他还是活到了八十六岁高龄，在旅馆中孤独逝世，终身未婚，将一身献给了科学事业。他逝世的时候，除了成吨的文件资料，没有留下任何财产和遗言，真可谓来去无牵无挂，十分令人感动。特斯拉逝世以后，他的文件资料随即被美国抄收了去，被定为绝密情报，出于国家安全的考虑，拒绝向公众公开。

特斯拉之所以在科学史中被“除名”，是因为他反对相对论，坚持传统的物理观，与当时蓬勃发展起来原子物理学格格不入，加之晚年遁世隐居，想入非非，不切实际，因而他不太受正统的科学团体所欢迎，甚至被斥为卖弄江湖妖术的骗子，他的实验室也被描绘成散发出妖气的阴森森的中世纪炼丹术士的场所。不过，最主要的原因是当年为了实现他那最远大的抱负，实现全球的无线输送电力革命，筹建了沃登克里弗广播塔，后来马可尼先声夺人，抢先获得了无线电商业上的成功，因而特斯拉的这一胎死腹中，欠了投资人摩根一屁股债，摩根以他的经济和政治手腕，下令美国所有学校课本删除特斯拉的名字，从而一直影响到现在。后来，为了表彰他在交流电系统中的实际贡献，国际电工委员会将磁感应强度的国际单位制命名为特斯拉。

特斯拉在国际上特别受到崇拜，他以多才多艺的实践成就，为后人树立了榜样，国外至今还有很多人探索他那些失传了的技艺。我觉得这与西方重视实践的良好倾向密切相关。特斯拉反对正统理论，他总是以自己设计的巧妙实验来说话，而不是空谈理论，因而，往往他对自己实验结果的解释是错误的，但对别的科学家而言，也常常因此而有意外的收获。在当今“组织化”了的社会中，很难出现第二个特斯拉式的人物了。社会高度的组织化，使人无需成为在各个领域都有成就的通才，每个人只要循规蹈矩，与他人良好合作，在自己狭小的领域内发挥好作用就能获得成功，无需拼搏，无需冒险。组织化了的现代人的很难认同特斯拉，而特斯拉的现代崇拜者也多是那些不愿循规导矩的人。不过，在西方正统科学团体内“科学已经终结”了的不和谐论调下，越来越多的西方科学家重新认识到，实践是科学的源泉，是人与大自然联系的桥梁，理论已经脱离大自然现实如此之远，以至于举步维艰。所以在西方，特斯拉曾经有过的主张越来越受到正统科学界的重视，特斯拉的影响可以说是波及未来。

全球无线输电的方法的发明

楼主还在吗。。。

简解：

当年特斯拉搞的无线输电和今天的完全不一样，现在的就是个无线电。。。还要架天线~~~~~~~

而他主要研究地球的免费太阳能的电力系统，是从电离层无线传送电力到地面的系统。电离层就是高层大气层，大气被太阳风电离成正负离子的带电层。他想直接从这引电下来用，根本不用发什么电。自然界的纯天然免费的太阳能。。。

无限传电技术（不需要任何导体，仅仅只通过高层大气在全世界范围内0损耗传递电能）

后面详解

他地球物理学的非常好，利用地磁场使电离层成磁环的原理（电磁感应），把地球大气电离层当成导线和太阳能板，在电离层输电和集聚电能，所以才发明的上面那种人工闪电装置和电离层的磁环互动，然后再引到地面

而现今的科技实力很难引而且投资很大。不要以为当今科技比那会先进了，要知道交流电和大部分的电力设备都是他发明的。。。。电和波上他是古今奇才。1996年的火星沉落信号和他的相符也说明他当年就开始接收外太空信号了。

所以现在最重要的是人们根本不知道他当年怎么搞的，他可以让球形闪电拿在手上。

现代实验室连球形闪电是啥都不知道。引下来的是球形闪电也是很危险的。。。。。。。。

就说当年他很轻易的 在实验室脉冲方式输送一万亿瓦的电力

你最好看看中央十的特斯拉尼古拉，里面讲他的无线送电系统

现在 研究的就和无线电差不多，是电感现象能量大些而已~~根本没啥用特斯拉线圈附带功能。你去看特斯拉线圈就知道了，通电后一个 迷你DIY线圈 一米可以 产生 1万伏的 感应电压，有个 拿个灯泡在旁边2米远，自己就亮了。但是这个其实也需要发电，发电那人很亏，谁都能用他的电。。。比较好的就是现在麻省理工弄得那个定向传送系统损耗非常的小，因为不是圆球状扩散的电磁波而是一个范围定向。。。

要知道 尼古拉 特斯拉 在诺贝尔奖创立不到30年里获得了多次诺贝尔物理学奖提名。75岁生日收到多位诺贝尔物理学奖得住的感谢函~~

特斯拉无线电力传输，损耗为什么很小

1889年他发明了「放射机」。于是在美国科罗拉多泉(Colorado Spring)建设实验室开发及研究此项无线输电技术，特斯拉把地球作为内导体，地球电离层作为外导体，通过他的放射机与前两者之间构成串联谐振。使用这种放射机特有的径向电磁波振荡模式，输出共振腔的多次谐波，在地球与电离层之间建立起大约8赫兹的低频共振，利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。当没有电力接收端的时候，发射机只与天地谐振腔交换无功能量，整个系统只有很少的有功损耗。

此项「无线电力传输」技术不单省却了输电电缆的成本，更可以免去输电时因电阻所致的损耗。经过八个月的研究后，特斯拉便决定在长岛(Long Island)试建首座名为「沃登克里弗塔」(Wardenclyffe Tower)的电力发射塔。

该「放射机」其一特性，是能够生产出既高频又低电流的「高压交流电」。这种「高频电流」可经由高空大气作远距离的「电力传输」达至另一个「接收器处，并且对人体绝无不良影响。「沃登克里弗塔」(Wardenclyffe Tower)正是运用了这种「无线输电」技术的发明，甚至它在一定条件下可以直接利用电离层能量，那么它就是一种人类一直梦寐以求的免费能源了。 特斯拉主持的一个命名为「沃登克里弗」(Wardendyffe Project)的构思就是在美国长岛(Long Island)建设一座足可输出100万匹交流电流的「放射机」。

由于马可尼赶在特斯拉之前成功完成了实验，摩根停止了对特斯拉实验的资助。1903年，特斯拉陷入了财政危机。1912年，他被判罚2.35万美元，用以偿还他的债务，同时实验工地的设备被法院没收充当抵押，沃登克里弗塔也被拆除。

相关资料参见特斯拉传：《闪电的主人》

特斯拉的发明有多少？无线输电技术是真的吗？

特斯拉是按线圈耦合来计算他的无线输电系统的，在他的算法里地面、水体、空气和电离层都不吸收电磁波（实际他也没有以麦克斯韦方程为工具），效率当然高了。

特斯拉是个不太靠谱的天才，这也是他备受民间人士推崇的原因之一——相比老学究，老百姓一般更喜欢能吹的人。

未存在准确性的说法，特斯拉从未尝试过远距离无线传输。到目前为止，特斯拉当年的愿景还没有实现。原因不应该是科学原理的问题，而是从技术和成本方面。特斯拉的无线传输技术存在电磁辐射和效率的问题。

电磁波将向外扩散，其效率将迅速下降，因为它遵循距离的平方反比定律。如果你想建造一百万瓦的无线电力发射器，你必须始终向其中注入 100万瓦的电力，即使电力终端只想从它那里接收 10 瓦的电力。然而，在短距离内实现无线电力传输是可能的，并且这种技术已经存在。2015 年，日本三菱重工通过无线传输技术点亮了 500米米外的灯泡。然而，这项技术与特斯拉的方法不同。

前者使用微波来集中电能并传递能量。特斯拉设想地球可以用作传输导体。通过地面上的特斯拉线圈，交流电脉冲被传输到地面的谐振腔和离子球形成电磁共振，因此，电能可以在大气中持续传播，并且功率损耗非常小。在地球的任何地方，只要有类似的谐振电容天线，它就可以在空气中接收交流电。为此，特斯拉在 1901年建造了一个大型高压无线电站，现在称为沃登克里弗塔。

他想进行远程无线传输和无线广播实验。由于无线传输和无线广播本质上是相同的，它们都依赖于无线电波的传输和接收。然而，由于远程无线广播技术最初是由马可尼实现的，沃登克里弗塔的建设失去了资金支持。不久之后，沃登克里弗塔被拆除，特斯拉仍未能进行远程无线传输实验。特斯拉的无线传输原理利用了一种称为舒曼共振的全球电磁共振。