能量传输
项目名称：能量传输
项目道具：
导轨：长轨3；中轨3；短轨5. （每组根据人数来配备）
能量球：1个
杯子：1个
胶带1卷
秒表1个
场地要求：地面平整。
活动人数：12—20人以内
活动时间：30分钟。
任务布置：
各组队员利用教练提供的导轨将“能量球”传输到指定的杯子中。
任务规则：
1、在传输过程中，长导轨需要三名队员、中导轨需要两名队员、短导轨需要一名队员双手抓住使用，且必须保证任何人的双手不能离开导轨。
2、“能量球”在传输的过程中，不允许出现停顿、倒流和落地的情况，并且不能对“能量球”施加任何外力，否则将从起点重新开始传输工作。
3、当“能量球”在您手握的导轨上移动的时候，你的双脚和导轨不能同时移动。
4、任何人的手和身体的任何部位不能够触碰“能量球”和“杯子”。
5、“能量球”进入杯子后，杯子不能够倒地。
6、违反以上任何规则，教练会将“能量球”拿回起点继续传递。
安全控制：
1、跑动过程中注意提醒大家身体和轨道别撞到了队员；
2、特别注意穿高跟鞋禁止参加此项目。
过程控制
1、教练需要清点人数，确定装备的数量是否合适；
2、统一以能量球放下的地方为起点、杯子为终点；距离的长度以15根长轨道的距离为宜；
3、时间是以从一开始放能量球就开始算起，直到完整的进行一次传递截止，中途教练不停表；
4、起点教练可以用旗杆作为标准，终点杯子下面可以用教练的夹本垫平整；
5、在活动开始时给5到10分钟练习
6、注意提醒大家除了用轨道外不能够借助其它任何资源。
7、跑动过程中注意安全。
无线能量传输技术
小组成员： 无线能量传输技术简述 摘要： 无线能量传输技术近年来得到了极大的发展，在诸多领域得到了广泛的应用。该技术不依赖于有线的传输媒介，对于有线供电部署困难的场合具有重要的意义。本文将简要介绍了无线能量传输技术的发展、传输方式、国内外的研究现状以及传输中遇到的问题。 关键词： 无线能量传输、电磁感应、电磁共振、电磁辐射 1．引言 1.1技术背景 尼古拉?特斯拉创建了交流电系统后，又基于交流电系统提出了无线能量传输的构想，为此，他搭建了特斯拉铁塔实验平台，以研究无线远距离能量传输。后由于资金匮乏最终未能如愿，但这，足以启发人们对无线能量传输的探索。 随着科学技术的发展，基于特斯拉无线能量传输的构想，很多欧美学者展开研究工作，20世纪60年代，提出了利用微波将太阳能从卫星输送到地面的想法；70年代，利用电磁感应原理的电动牙刷研制成功；90年代，新西兰奥克兰大学成立研究中心，主要研究滑动式无线能量传输系统并获得重大进展，21世纪初，美国麻省理工学院研究人员提出了强耦合电磁共振原理，并实验成功引起世界注目；随后几年，诸多国家掀起了无线能量传输技术的研究热潮。 传统的电能传输方式存在很多不足之处，电源线、电源插头种类各异，不能
通用；插座也有形式和数量的限制；电线插头又存在老化损坏的现象，对人们的生命财产安全造成威胁，特别是在一些大功率应用的工业场合，如井下作业、石油和采炼等，接触中即使再微弱的火花都会造成难以估量的损失。而在这些场合，如果使用无线供电方式，就能消除潜在的安全隐患，因为无线能量传输技术能够在非接触的情况下将电能输送过去，这样得以保证系统安全、可靠以及灵活的运作。 1.2技术应用 无线输电技术应用领域非常广泛，概括起来有以下几个方面： ①医学：把设备放置于体外，对体内设备进行无接触能量传输和控制； ②地下作业：用于海底探测、化石能源采集等活动； ③电池充电：手机、笔记本电脑，太阳能电池板等用电设备的电池充电； ④机器驱动：对区域内用电设备直接供电，如电灯、机器人等。 1.3能量传输方式 无线能量传输主要通过三种方式： ①电磁感应式（InductivelyCoupledPowerTransfer），现已比较成熟，它是由原边线圈通电产生磁场，而副边线圈必须处于这一磁场之中才能有效传输能量，因此传输距离相对较近（数十毫米之内），属于近场无线能量传输技术，但电能传输的效率却很高，能够达到99%，工作频率较低，一般在几十KHz。电力传输过程中使用的变压器就是最直接的应用，变压器原副边线圈实际并未相接，通过互感耦合来实现能量的传递，这种技术要求发射端和接收端的位置保持固定，两侧线圈一旦出现位移情况，那么传输的稳定性以及效率都会骤然下降。 ②电磁共振式(MagneticResonantWirelessPowerTransfer)，基于相同频率的振
微波：波速、相速、群速和能量传输速度的区别与联系
波速、相速、群速、能量传输速度 1、定义 波速（wave celerity）：单位时间内波形传播的距离，以波长与波周 期之比表示.V=入/T. 相速(phase velocity)：相速度,单一频率的正弦电磁波波的等相面 （例如波峰面或波谷面）在介质中传播的速度v=c/n，c为自由空间 中的光速，n为介质对该频率电磁波的折射指数。 在理想介质中，电磁波的相速仅与介质参数有关. 群速(group velocity)：（1）、波列作为整体的传播速度（2）波群传播的速度。波的群速度，简称群速，是指波的包络传播的速度。实 际上就是波实际前进的速度。群速是一个代表能量的传播速度。 概念引入原因： 实用系统的信号总是由许多频率分量组成，在色散介质中，各单色 分量将以不同的相速传播，因此要确定信号在色散介质中的传播速 度就发生困难，为此引入群速的概念，它描述信号的能量传播速度。能量传播速度：群速是波群的能量传播速度. 2、相互关系 （1）相关概念 非色散介质：无线电波在介质中传播时，介电常数ε与频率无关， 波的传播速度也与频率无关的介质； 色散介质：与此相反，如果介电常数ε或传播速度v与频率有关的 介质. 正常色散：一切无色透明介质在可见光区域均表现为正常色散。特点：波长变大时，由v=λf,频率不变，则V增大。而n=c/v，则折 射率值n变小，角色散率D变小。
反常色散：在某些波段会出现，波长变大时折射率值增大的现象， 这称为反常色散。反常色散同样是物质的普遍性质。反常色散与选 择吸收密切相关，即在发生物质的选择吸收波段附近出现反常色散。 角色散率：由夫琅和费衍射理论知，产生衍射亮条纹的条件（光栅 方程）：dsinθ=kλ（k＝ 1， 2，…， n）光栅方程对λ微分，就 可得到光栅的角色散率：ψ=Δθ/Δλ=k/dcos. 角色散率是光栅、棱镜等分光元件的重要参数，随着k的增大，色 散率也就越大。它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角间距， 当光栅常数d愈小时，角色散愈大；光谱的级次愈高，角色散也愈大。且当光栅衍射时，如果衍射角不大，则cosθ接近不变，光谱 的角色散几乎与波长无关，即光谱随波长的分布比较均匀，这和棱 镜的不均匀色散有明显的不同。 （2）他们之间的相互关系 波速与相速：（1）、由波动方程所确定的光波速度v=c/n，反映了 光波波面相位的传播速度。 （2）、相速度只代表相位变化的快慢，并不代表电磁波能量的真正 传播速度。 （3）、电磁波的波速（3*10^8）是固定不变的.电磁波的相速 （c/n,n可以小于1）于介质n有关，可以超过光速，也可以为负值. 波速与群速：群速则总小于自由空间的光速c。由于色散的存在， 同一光信号所包含的不同光谱成分在色散介质中不能同步传播,其合 振动是一个复色平面波,随着该平面波以一相速度向前传播，调制波 也以一速度速度向前优越传播，该速度反映了光波能量度的传播速度，故称之为光波在色散介质中的群速度。 相速与群速：群速和相速只是在频散煤质中才有差别.群速度可以理 解为多个频率的光相互影响和形成的一个周期性的复杂震动。其相 速度是这个周期中某一个震动形式相同的位置的传播速度，群速度 就是整个这个周期传播的速度。在无色散介质中，群速等于相速度，其群速度跟相速度同方向同大小；在色散介质中，群速度不等于相
无线电能传输(课程设计)实验报告
实验报告 1.实验原理 与无线通信技术一样摆脱有形介质的束缚，实现电能的无线传输是人类多年的一个美好追求。无线电能传输技术（Wireless Power Transfer, WPT）也称之为非接触电能传输技术（ Contactless PowerTransmission, CPT），是一种借于空间无形软介质（如电场、磁场、微波等）实现将电能由电源端传递至用电设备的一种供电模式，该技术是集电磁场、电力电子、高频电子、电磁感应和耦合模理论等多学科交叉的基础研究与应用研究，是能源传输和接入的一次革命性进步。 无线电能传输技术解决了传统导线直接接触供电的缺陷，是一种有效、安全、便捷的电能传输方法，因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。该技术不仅在军事、航空航天、油田、矿井、水下作业、工业机器人、电动汽车、无线传感器网络、医疗器械、家用电器、RFID识别等领域具有重要的应用价值，而且对电磁理论的发展亦具有重要科学研究价值和实际意义。在中国科协成立五十周年的系列庆祝活动中，无线能量传输技术被列为“10 项引领未来的科学技术”之一。 到目前为止，根据电能传输原理，无线电能传输大致可以分为三类：感应耦合式、微波辐射式、磁耦合谐振式。作为一个新的无线电能传输技术，磁耦合谐振式是基于近场强耦合的概念，基本原理是两个具有相同谐振频率的物体之间可以实现高效的能量交换，而非谐振物体之间能量交换却很微弱。 磁耦合谐振式无线电能传输的传输尺度介于前两者之间，因此也被称之为中尺度（mid-range）能量传输技术，其尺度为几倍的接收设备尺寸（可扩展到几米到几十米）。 除了较大的传输距离，还存在以下优势：由于利用了强耦合谐振技术，可以实现较高的功率（可达到kW）和效率；系统采用磁场耦合（而非电场，电场会发生危险）和非辐射技术，使其对人体没有伤害；良好的穿透性，不受非金属障碍物的影响。因此该技术已经成为无线电能传输技术新的发展方向。
无线电能传输系统设计
本科毕业论文（设计） 题目中短距离小功率 无线电力传输系统设计 指导教师张军职称讲师 学生姓名陈昂学号20091526102 专业通信工程（无线移动通信方向） 班级2009级无线移动通信1班 院（系）电子信息工程学院 完成时间2013年4月20日
中短距离小功率无线电力传输系统设计 摘要 移动互联网的井喷式繁荣，移动互联设备（MID）层出不穷的涌现，电池技术瓶颈的限制已难以满足人们的用电需求；物联网的深入发展，越来越广泛的网络节点能量供给等都要求更为先进的无线能量传输技术的发展，尤其是中短距离中小功率的无线电能传输的发展。两者共同昭示着无线电能传输光明的未来。 本文对无线电能传输（WPT）做出了简要但系统的介绍，并对其中的微波输能技术(MPT)做出了深入的探讨，在此基础上建立起了中短距离中小功率无线电力传输系统模型，即为MPT-MDSP式系统的模型。这种系统是由发射和接收两部分组成，发射部分用声表面波射频发生电路将DC转变成RF并通过特制天线辐射出去，接收部分再通过接收天线接收RF能量，用整流电路将RF转变成DC，供应用电设备。 关键词无线电能传输（WPT)/微波输能 (MPT) /天线
MIDDLE DISTANCE & SMALL POWER WIRELESS POWER TRANSPOTAION SYSTEM ABSTRACT The Wireless Power Transportation (WPT) shows a outstanding necessity in our today`s daily life .For one thing The Mobile Internet device (MID) comes out one after another because of The prosperity of Mobile Internet.The limitations of the technology bottleneck in battery capacity can not fit people`s requirement in these devises .For another the booming of Internet of Things brings large quantity of net nodes .These nodes cannot be charged easily.However,WPT will be the best way to solve this problem.Especially,the Middle Distance & Small Power Wireless Power Transportation System(WPT-MDSP) will plays a great role in these scopes. In this paper ,I made a brief but clear introduction of the WPT,and a thorough discussion in Microwave Power Transportation (MPT) ,which was used to leed to the applied system WPT-MDSP .This system contains two parts,the eradiation part and the Receive part .The first part works for changing Direct-current（DC）into R adiofrequency （RF）,the other does the converse work.Both of them are designed for exclusive use. They works together to charge the Electrical equipment. Key words Wireless Power Transportation (WPT)/ Microwave Power Transportation (MPT)/Antenna
有关传送带的能量问题
高中物理试卷第1页，共1页 有关传送带的能量问题 一、计算题() 1.如图所示，一质量为 m ＝1 kg 的可视为质点的滑块，放在光滑的水平平台上，平台的左端与水平传送带相接，传送带以 v ＝2 m/s 的速度沿顺时针方向匀速转动（传送带不打滑），现将滑块缓慢向右压缩轻弹簧，轻弹簧的原长小于平台的长度，滑块静止时弹簧的弹性势能为 E p ＝ 4.5 J ，若突然释放滑块，滑块向左滑上传送带。已知滑块与传送带的动摩擦因数为 μ＝0.2，传送带足够长， g ＝10 m/s 2。求： (1) 滑块第一次滑上传送带到离开传送带所经历的时间。 (2) 滑块第一次滑上传送带到离开传送带由于摩擦产生的热量。 2.如图所示，质量m 的小物体，从光滑曲面上高度h 处释放，到达底端时水平进入轴心距离L 的水平传 送带，传送带可由一电机驱使顺时针转动．已知物体与传送带间的动摩擦因数为μ．求： （1）求物体到达曲面底端时的速度大小v 0？ （2）若电机不开启，传送带不动，物体能够从传送带右端滑出，则物体滑离传送带右端的速度大小v 1 为多少？ （3）若开启电机，传送带以速率v 2（v 2＞v 0）顺时针转动，且已知物体到达传送带右端前速度已达到 v 2，则传送一个物体电动机对传送带多做的功为多少？ 3.电机带动水平传送带以速度v 匀速传动，一质量为m 的小木块由静止轻放在传送带上，如图所示．若小 木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，当小木块与传送带相对静止时，求： （1）小木块的位移； （2）传送带转过的路程； （3）摩擦过程产生的摩擦热； （4）电机带动传送带匀速转动输出的总能量． 4.如图所示，绷紧的传送带在电动机带动下，始终保持v 0=4m/s 的速度匀速运行，传送带与水平地面的夹角 θ=30°，现把一质量m=10kg 的工件轻轻地放在传送带底端，由传送带送至h=2m 的高处．已知工件与传送带 间动摩擦因数μ=，g 取10m/s 2． （1）试通过计算分析工件在传送带上做怎样的运动？ （2）工件从传送带底端运动至高h=2m 处的过程中摩擦力对工件做了多少功？ （3）在运送工件过程中，电动机多消耗的电能． 5.如图所示，绷紧的传送带在电动机的带动下，始终保持v 0=2m/s 的速度匀速行驶，传送带与水平地面的夹 角θ=30°．现把一质量m=10kg 的工件轻轻地放在传送带底端，由传送带送至h=2m 的高处，已知工件与传 送带间动摩擦因数μ=，g=10m/s 2．求： （1）试通过计算分析工件在传送带上做怎样的运动？ （2）在工件从传送带底端运动至h=2m 高处的过程中，摩擦力对工件做了多少功？ （3）由于传送工件，电动机多消耗的能量△E 为多少？ 6.如图，传送带AB 总长为l=10m ，与一个半径为R=0.4m 的光滑圆轨道BC 相切于B 点．传送带速度恒为v=6m/s ，方向向右．现有一个滑块以一定初速度v 0从A 点水平冲上传送带，滑块质量为m=10kg ，滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1．已知滑块运动到B 端时，刚好与传送带共速．求 (1)v 0； (2)滑块能上升的最大高度h ； (3)求滑块第二次在传送带上滑行时，滑块和传送带系统产生的内能．
生物能量转换效率
生物能量转换效率 根据科技部发布的《全民节能减排手册》，如果每月用手洗代替一次机洗，每台洗衣机每年可节能约1.4千克标准煤，相应减排二氧化碳3.6千克。如果全国1.9亿台洗衣机都因此每月少用一次，那么每年可节能约26万吨标准煤，减排二氧化碳68.4万吨。 对于清洁衣服，很多白领和年轻人有着很高的要求，怕染色、怕交叉感染，所以常常一堆衣服要分两三次洗完。其实，这是一种不低碳的生活方式，专家表示，如果每月用手洗代替一次机洗，每台洗衣机每年可相应减排二氧化碳3.6千克。 读者王小姐说，冬天时，每个周六她都要花一个下午来洗衣服，贴身衣物、深色外衣、浅色外衣，至少要用洗衣机洗三次。“其实贴身衣物很小很薄，虽然衣服少，但是洗衣机不会偷懒，还是用那么多水和电，我总是觉得很浪费。现在天气暖和了，完全可以用手洗代替，不仅低碳，还更干净。”自从用手洗衣服后，王小姐说她每周的洗衣时间缩短了一个小时，而且用水量也明显减少了。“我发现洗衣服还挺累的，就当锻炼身体了！” 这里明显有个问题，科技部认为手洗是不用能量的！其实生物的能量转化效率是较低的。 一只鹰2千克要吃10千克小鸟能量传递效率2/10=20% 0.25千克小鸟要吃2千克昆虫能量传递效率0.25/2= 12.5% 100千克昆虫要吃1000千克绿色植物能量传递效率100/1000=10% 真正有用的质量只有： 20%×12.5%×10%=0.25% 而且，生物做功时，有用的质量变成机械能还要浪费大部分，分解一分子葡萄糖产生2870KJ能量，而只有1161KJ用于合成ATP，只有ATP中的能量才被用于生命活动，其余几乎都以热的形式散失了。算一算大约40%多吧。 这样看来，利用人的手工劳动以代替机器是得不偿失的。所以有经验的老板总是用机器代替工人，不会像科技部那样建议手洗代替机洗的。
波速、相速、群速、能量传输速度
波速、相速、群速、能量传输速度 09电子 0938003 游瑞蓉1、定义 波速（wave celerity）：单位时间内波形传播的距离，以波长与波周 期之比表示.V=入/T. 相速(phase velocity)：相速度,单一频率的正弦电磁波波的等相面 （例如波峰面或波谷面）在介质中传播的速度v=c/n，c为自由空间 中的光速，n为介质对该频率电磁波的折射指数。 在理想介质中，电磁波的相速仅与介质参数有关. 群速(group velocity)：（1）、波列作为整体的传播速度（2）波群传播的速度。波的群速度，简称群速，是指波的包络传播的速度。实 际上就是波实际前进的速度。群速是一个代表能量的传播速度。 概念引入原因： 实用系统的信号总是由许多频率分量组成，在色散介质中，各单色 分量将以不同的相速传播，因此要确定信号在色散介质中的传播速 度就发生困难，为此引入群速的概念，它描述信号的能量传播速度。能量传播速度：群速是波群的能量传播速度. 2、相互关系 （1）相关概念 非色散介质：无线电波在介质中传播时，介电常数ε与频率无关， 波的传播速度也与频率无关的介质； 色散介质：与此相反，如果介电常数ε或传播速度v与频率有关的 介质.
正常色散：一切无色透明介质在可见光区域均表现为正常色散。特点：波长变大时，由v=λf,频率不变，则V增大。而n=c/v，则折 射率值n变小，角色散率D变小。 反常色散：在某些波段会出现，波长变大时折射率值增大的现象， 这称为反常色散。反常色散同样是物质的普遍性质。反常色散与选 择吸收密切相关，即在发生物质的选择吸收波段附近出现反常色散。 角色散率：由夫琅和费衍射理论知，产生衍射亮条纹的条件（光栅 方程）：dsinθ=kλ（k＝ 1， 2，…， n）光栅方程对λ微分，就 可得到光栅的角色散率：ψ=Δθ/Δλ=k/dcos. 角色散率是光栅、棱镜等分光元件的重要参数，随着k的增大，色 散率也就越大。它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角间距， 当光栅常数d愈小时，角色散愈大；光谱的级次愈高，角色散也愈大。且当光栅衍射时，如果衍射角不大，则cosθ接近不变，光谱 的角色散几乎与波长无关，即光谱随波长的分布比较均匀，这和棱 镜的不均匀色散有明显的不同。 （2）他们之间的相互关系 波速与相速：（1）、由波动方程所确定的光波速度v=c/n，反映了 光波波面相位的传播速度。 （2）、相速度只代表相位变化的快慢，并不代表电磁波能量的真正 传播速度。 （3）、电磁波的波速（3*10^8）是固定不变的.电磁波的相速 （c/n,n可以小于1）于介质n有关，可以超过光速，也可以为负值. 波速与群速：群速则总小于自由空间的光速c。由于色散的存在， 同一光信号所包含的不同光谱成分在色散介质中不能同步传播,其合 振动是一个复色平面波,随着该平面波以一相速度向前传播，调制波 也以一速度速度向前优越传播，该速度反映了光波能量度的传播速度，故称之为光波在色散介质中的群速度。
传送带中的能量能量分析
传送带中的能量能量分析 象山中学 李铁林 传送带作为一种运输工具，其能量的转化主要考虑两个方面：①、增加物体的机械能（动能和势能）②、增加系统的内能（即由于物体和皮带之间发生相对运动因摩擦而产生的热量） 例1． 如图，电机带动传送带以速度v 匀速传动，一质量为m 的小木块由静止放在传送带上（传送 带足够长）若小木 块与传送带之间的动摩擦因数为μ，当小木块与传送带相对静止时，求： ⑴、小木块的位移。⑵、传送带经过的路程。⑶、小木块获得的动能。⑷、摩擦过程产生的 热量。⑸电机带动传送带匀速转动输出的总能量。 分析：木块刚放上时速度为零，必然受到传送带的滑动摩擦力作用做匀 加速直线运动，达到与传送带有共同速度后不再有相对运动，整个过程中木 块获得一定的动能，系统要产生摩擦热。 对木块：相对滑动时，a=μg,达到相对静止所用的时间为t=v g μ，木块的位移2 1122v s vt g μ==，传送带的位移22v s vt g μ==，木块相对传送带的位移2 212v s s s g μ=-=，小木块获得的动能212k E mv =，产生的热量221211()()2 Q fs f s s mg s s mv μ==-=-= ，电动机输出的总能量转化为小木块的动能和系统产生的热量2k E E Q mv =+= 注意：当木块的初速为零时，木块经过的位移和木块相对皮带的位移恰好相等，这一特点要记住，在解题中很有用处。 2．如图，已知传送带两轮的半径r =1m ，传动中传送带不打 滑，质量为1kg 的物体从光滑轨道A 点无初速下滑（A 点比B 点高 h =5m ），物体与传送带之间的动摩擦因数2.0=μ，当传送带静止时， 物体恰能在C 点离开传送带，则 （1）BC 两点间距离为多少？ （2）若要使物体从A 点无初速释放后能以最短时间到达C 点，轮子转动的角速度大小应满足什么条件？ （3）当传送带两轮以12rad/s 的角速度顺时针转动时，物体仍从A 点无初速释放，在整个过程中物体与皮带系统增加的内能为多少？ 解：（1）设物体质量为m ，在C 点时运动速度为C v ，BC 间距离为s 。因物体恰在c 点离开传送带，则 r v m mg C 2=， 由动能定理，得221C mv mgs mgh =-μ，联立得，10=C v m/s ，5.22=s m （2）物体以最短时间到达C 点，因此BC 段物体以最大加速度做匀加速运动，设加速度为a ，物体在 B 、 C 两点的速度分别为B v 、' C v ，则2102.0=?==g a μm/s 2， 22 1B mv mgh =，as v v B C 222=-'，
无线能量传输的三种方式
无线能量传输技术是将电能从电能发射端传输到负载的一个过程，这个过程不是通过传统的电线完成，而是通过无线实现。 目前在国内外研究的无线能量传输技术，根据其传输原理，大致上可以分为三类：第一类是感应耦合式无线能量传输技术，这种技术主要利用电磁感应原理，采用松耦合变压器或者可分离变压器方式实现功率无线传输。该项技术可以实现较大功率的电能无线传输，但由于传输原理的局限传输距离被限制在毫米等级。 第二类是电磁波无线能量传输技术，例如微波技术，该技术直接利用了电磁波能量可以通过天线发送和接收的原理。该技术优点在于可以实现极高功率的无线传输，但是在能量传输过程中，发射器必须对准接收器，能量传输受方向限制，并且不能绕过或穿过障碍物，微波在空气中的损耗也大，效率低，对人体和其他生物都有严重伤害。 第三类是磁耦合谐振式无线能量传输技术。该技术通过磁场的近场耦合，使接收线圈和发射线圈产生共振，来实现能量的无线传输。该技术最早是由美国麻省理工学院(MIT)物理系助理教授Marin Soljacic的研究小组于2006年11月在美国AIP工业物理论坛上提出，并于2007 年6月，通过实验进行了验证，相隔2.16m隔空将一只60W灯泡点亮，并在<
无线能量传输研究现状文献综述
无限能量传输研究现状文献综述 摘要：无线能量传输技术近年来得到了极大的发展，在诸多领域得到了广泛的应用。该技术不依赖于有线的传输媒介，对于有线供电部署困难的场景尤其是人体内部医用装置的供电具有重要的意义。本文将重点介绍无线能量传输技术的发展，传输方式，传输中遇到的问题以及国内外的研究现状。 关键词：无线能量传输；无线供电；电磁耦合；磁场共振 Abstract: In recent years ，wireless energy transmission technology has been a great deal of development, has been widely used in many fields. This technique does not rely on a wired transmission medium, for wired powered deployment difficulties scene especially the power supply of the medical device inside the human body, has important significance. This article will focus on the development of wireless energy transmission technology, transmission mode, the problems encountered in the transmission as well as the research status of the domestic and foreign. Key words: wireless energy transfer, wireless power supply, Electromagnetic coupling，magnetic field resonance. 1．前言 1.1背景简介及其应用 无线能量传输是指通过无线的方式来实现能量从能量源传输到负载的一个过程。事实上，无线能量传输并不是什么新概念，早在1891年，尼古拉〃特斯拉就证实了无线能量传输，2001 年5 月，法国国家科学研究中心的皮格努莱特(G.Pignolet)，利用微波无线传输电能点亮40m 外一个200W 的灯泡。2006 年末，物理学教授马林〃索尔贾希克为首的研究团队试制出的无线供电装置，可以点亮相隔7 英尺(约2.1m) 远的60W 电灯泡，能量效率可达到40％。2007年，美国麻省理工学院朝着无线能量传输迈出了革命性的一步，展示了一种能够替代现有笔记本、手机充电的方式，MIT的研究小组将这一概念称之为非辐射电磁场。2008 年8 月的英特尔信息技术峰会(IDF：Intel Developer Forum)上演示了无线供电方式点亮一枚60W 电灯泡，可以在1m距离内隔空给60W 灯泡提供电力，效
生物能量计算
生态系统中能量流动的计算方法 湖北省恩施州清江外国语学校彭邦凤 生态系统中能量流动的计算是近几年高考的热点，考生常因缺乏系统总结和解法归纳而容易出错。下面就相关问题解法分析如下： 一、食物链中的能量计算 1.已知较低营养级生物具有的能量（或生物量），求较高营养级生物所能获得能量（或生物量）的最大值。 例1.若某生态系统固定的总能量为24000kJ，则该生态系统的第四营养级生物最多能获得的能量是（） A. 24kJ B. 192kJ C.96kJ D. 960kJ 解析：据题意，生态系统固定的总能量是生态系统中生产者（第一营养级）所固定的能量，即24000kJ，当能量的传递效率为20%时，每一个营养级从前一个营养级获得的能量是最多的。因而第四营养级所获得能量的最大值为：24000×20%×20%×20%=192kJ。 答案：D 规律：已知较低营养级的能量（或生物量），不知道传递效率，计算较高营养级生物获得能量（或生物量）的最大值时，可按照最大传递效率20%计算，即较低营养级能量（或生物量）×(20%)n（n为食物链中由较低营养级到所需计算的营养级的箭头数）。 2.已知较高营养级的能量（或生物量），求较低营养级应具备的能量（或生物量）的最小值。 例2.在一条有5个营养级的食物链中，若第五营养级的生物体重增加1 kg，理论上至少要消耗第一营养级的生物量为（） A. 25 kg B. 125 kg C. 625 kg D. 3125 kg 解析：据题意，要计算消耗的第一营养级的生物量，应按照能量传递的最大效率20%计算。设需消耗第一营养级的生物量为X kg，则X=1÷(20%)4=625 kg。 答案：C 规律：已知能量传递途径和较高营养级生物的能量（或生物量）时，若需计算较低营养级应具有的能量（或生物量）的最小值（即至少）时，按能量传递效率的最大值20%进行计
能量传递效率计算专题
能量流动之 能量传递效率计算专题·导学案 【学习目标】 1、进一步巩固能量流动 2、掌握能量流动过程中能量传递效率的计算方法 3、学会分析具体问题的方法 【引言】 “能量流动”是生态系统的重要功能之一。在高中生物知识中，能量流动与物质循环的关系、能量流动的特点、能量传递的效率等知识共同构成了以“生态系统的能量流动”为中心的知识体系。然而在“能量流动”知识中，仍存在一些易被忽视或不常见的问题，如“能量值”的表示方式、最值的计算、能量流动与生态系统稳态的关系等。 【导学探究】 一、能量流动的几种“最值”计算 由于一般情况下能量在两个相邻营养级之间的传递效率是 10%~20%。故在能量流动的相关问题中，若题干中未做具体说明，则一般认为能量传递的最低效率为10%，最高效率为20%。所以，在已知较高营养级生物的能量求消耗较低营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递，若求“最（至）少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递。反之，已知较低营养级生物的能量求传递给较高营养级生物的能量时，若求“最多”值，则说明较低营养级生物的能量按“最高”效率传递，若求“最少”值，则说明较低营养级生物的能量按“最低”效率传递。这一关系可用下图来表示。 1. 以生物的同化量（实际获取量）为标准的“最值”计算
题1. 下图为某生态系统食物网简图，若E生物种群总能量为 ，B生物种群总能量为，从理论上计算，A贮存的总能量最少为（） A. B. C. D. 2. 以生物的积累量为标准的“最值”计算 题2. 已知某营养级生物同化的能量为1000kJ，其中95%通过呼吸作用以热能的形式散失，则其下一营养级生物获得的能量最多为（） A. 200kJ B. 40kJ C. 50kJ D. 10kJ 二、能量值的几种不同表示方式及相关计算 “能量值”除了用“焦耳”等能量单位表示外，在许多生物资料中，其还可用生物量、数量、面积、体积单位等形式来表示，因而使能量流动关系有了更加丰富的内涵，但是不管用何种单位形式表示，通常情况下能量的传递效率都遵循“10%~20%”的规律，下面结合一些例子分别加以阐述。 1. 能量（单位）表示法及计算 以能量（单位）“焦耳”表示能量值的多少是“能量流动”知识中最常见的形式。在以“焦耳”为单位的能量传递过程中，各营养级的能量数值呈现出典型的“金字塔”形，不可能出现倒置。 1.1 以生物体同化量的总量为特征的计算 如题1 1.2 以ATP为特征的计算 这种形式的能量计算是建立在物质氧化分解的基础上的，它常涉及利用呼吸作用或光合作用的反应式。
无线电能传输技术
所谓无线电能传输，就是借助于电磁场或电磁波进行能量传递的一种技术。无线 输电分为：电磁感应式、电磁共振式和电磁辐射式。电磁感应可用于低功率、近距离传输；电磁共振适于中等功率、中等距离传输；电磁辐射则可用于大功率、远距离传输。近年来，一些便携式电器如笔记本电脑、手机、音乐播放器等移动设备都需要电池和充电。电源电线频繁地拔插，既不安全，也容易磨损。一些充电器、电线、插座标准也并不完全统一，这样即造成了浪费，也形成了对环境的污染。而在特殊场合下，譬如矿井和石油开釆中，传统输电方式在安全上存在隐患。孤立的岛屿、工作于山头的基站，很困难采用架设电线的传统配电方式。在上述情形下，无线输电便愈发显得重要和迫切，因而它被美国《技术评论》杂志评选为未来十大科研方向之一。在此旨在阐述当前的技术进展，分析无线输电原理。 1无线电能传输技术的发展历程 最早产生无线输能设想的是尼古拉?特斯拉(NikolaTesla),因而有人称之为无线电能 传输之父。1890年，特斯拉就做了无线电能传输试验。特斯拉构想的无线电能传输方法是把地球作为内导体，把地球电离层作为外导体，通过放大发射机以径向电磁波振荡模式，在地球与电离层之间建立起大约8 Hz的低频共振，利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。最终因财力不足，特斯拉的大胆构想没能实现。 其后，古博(Goubau)、施瓦固(Sohweing)等人从理论上推算了自由空间波束导波可达到近100%的传输效率，并随后在反射波束导波系统上得到了验证。20世纪20 年代中期，日本的H.Yagi和S.Uda发明了可用于无线电能传输的定向天线，乂称为八木一宇田天 线。20世纪60年代初期雷声公司(Raytheon)的布iM(W.C.Brown)做了大量的无线电能传输研究工作，从而奠定了无线电能传输的实验基础，使这一概念变成了现实。在实验中设计了一种效率高、结构简单的半波电偶极子半导体二极管整流天线，将频率2.45GHz的微 波能量转换为了直流电。1977年在实验中使用GaAs—Pt 肖特基势垒二极管，用铝条构造 半波电偶极子和传输线，输入微波的功率为8 W,获得了90.6%的微波一一直流电整流效率。后来改用印刷薄膜，在频率2.45 GHz时效率达到了85%o 自从Brown实验获得成功以后，人们开始对无线电能传输技术产生了兴趣。1975 年，在美国宇航局的支持下，开始了无线电能传输地面实验的5 ail'划。喷气发动机实验室和Lewis科研中心曾将30 kW的微波无线输送1.6 km,微波一一直流的转换效率达83%。1991
无线能量传输的现状与未来
《科学研究方法》课程学术报告 无线能量传输的现状与未来 龙啸 2012级电子信息工程 2012141451117 摘要：本文首先分析了无线能量传输（Wireless Power Transer，WPT）技术实现的重要意义，现阶段实现无线能量传输的几种主要方式以及该技术的发展历程。综述了国内外在无线能量传输的研究现状以及随着科技进步，依托于无线能量传输的新技术的发展。 1.引言 无线能量传输是一种无接触的能量传输方式，能量从能量源传输到负载不需要通过传统的传输线来实现。从该技术诞生以来，就因为其自身方便安全，且能够满足某些特殊环境下供电的需求而备受各方关注。在能源传输、信息通信、医疗用具、航空航天等领域有着广阔的前景，尤其是在飞速发展的物联网智能家居方面有着极高的实用价值。 2.前景与需求 能量是构成世界的重要要素之一，人类社会的进步无不伴随着对于能量获取方式和传输方式的改变，无线能量传输技术的出现将会对于许多能量应用领域产生深远影响，为人们的生活带来重大变革。 非接触传输的特点，使WPT技术可以在恶劣的工作环境中对设备供能，如太空、海洋、矿井、峡谷、沙漠等复杂环境。该技术可以通过远程非接触式供电的方式，减少人为进入复杂环境的次数，使得对于灾害多发区域大面积投放传感器检测成为可能。 安全稳定的特点，使得使用了WPT供电的设备减少了线路的使用，无通电接点可以避免触电的危险，无外露电力传送元件避免了外界环境对其的侵蚀，极大地延长了设备的使用寿命。 此外，由于通过无线传输，可以实现“一发多收”的电力传输模式，一个能量源可以同时为多个用电器提供能源。有望在日常的家用电器使用中真正的实现“便捷和智能”。
文无线电能传输文献综述
本科毕业设计论文 文献综述 题目：电能无线传输装置的硬件设计 作者姓名 指导教师 专业班级 学院信息工程学院 提交日期2016年3月7日
电能无线传输装置的硬件设计 姓名：专业班级： 摘要：无线电能传输技术是通过电磁感应、电磁共振、电磁辐射等多种形式实现非接触式的新型电能传输，能帮助使我们摆脱传统的电能传输方式的各种缺点。文章阐述了无线电能传输技术的研究背景，介绍了该传输方式的各种优点，以及在国内外的研究发展历程。之后叙述了现有理论框架下的三种无线电能传输技术，并比较了四种技术的特点。文章的最后，阐述了无线电能传输技术的应用前景和领域。 关键词：无线电能传输；电磁感应；电磁共振；电磁辐射；传输效率 1 研究背景及意义 人类社会自第二次工业革命以来，便进入了电气化时代。大至遍布世界各地的高压线、电网，小至各种各样的家用电气设备，传统的电能传输主要通过金属导线点对点，属于直接接触传输。这种传输方式使用电缆线作为媒介，在电能传输的过程中将不可避免的产生一些问题。例如尖端放电、线路老化等因素导致的电火花，不仅会使线路损耗增大，还会大大降低供电的可靠性和安全性[1]，且会缩短设备的寿命。在油田、钻采矿井等场合，用传统的输电方式容易由于摩擦而产生微小电火花，严重时甚至引起爆炸，造成重大的事故。在水下，导线直接接触供电还有电击的危险[2-4]。这一系列的问题都在呼唤着一种摆脱金属电缆的电能传输方式，即无线电能传输。无线电能传输（WPT）是一种有效的新型电能传输方法，通过无线电能传输，不需要使用电缆或其他实物就能进行电能的传输，电能可以通过短距离耦合，中等范围的谐振感应和电磁波感应传输，在很难使用传统电缆的地方也可以实现电能传输[5]。 实现无线电能传输，将使人类在电能方面的应用更加宽广和灵活。电能的无线传输技术将开辟人类能源的另一个新时代,给大众带来非同凡响的意义和影响。
1.23能量传递效率
能量传递效率 1．下图表示某池塘生态系统中饲养草鱼时的能量流动过程示意图，a～i表示能量值，关于该过程的叙述正确的是（） A．流经该生态系统的总能量为a B．第一、二营养级之间的能量传递效率为（g＋h）/a C．第一、二营养级之间的能量传递效率为h/b D．可通过投放消化酶提高第一、二营养级之间的能量传递效率 2．如图为生态系统中能量流动部分示意图（字母表示能量），下列正确的是 A．图中b＝h＋c＋d＋e＋f B．生产者与初级消费者之间的能量传递效率为b/a×100% C．“草→兔→狼”这一关系中，狼粪便的能量属于d D．缩短食物链可以提高能量传递效率 3．下图为某湖泊生态系统能量流动的定量分析图解，图中A、B、C代表三个营养级，数字均为实际测得的能量数值，单位为J/(cm2·a)（焦每平方厘米年）。已知该生态系统受到的太阳辐射总能量为118 872 J/(cm2·a)，但其中118 761 J/(cm2·a)的能量未被利用。下列叙述不正确的是( ) A．A固定的总的太阳能是111 J/(cm2·a) B．从第一营养级到第二营养级的能量传递效率是18.4% C．在B同化的总能量中，细胞呼吸消耗的能量约占16.7% D．相邻营养级之间的能量传递效率一般是10%～20% 5．图甲表示某生态系统碳循环示意图，图乙表示该生态系统中能量流动的部分示意图（N1～N4表示能量数值），下列说法错误的是（） A．图甲中B、C、D、E构成群落，碳在其中流动的形式是有机物 B．图乙中的a表示初级消费者的同化量，b表示用于生长、发育和繁殖的能量 C．图乙中能量由初级消费者到次级消费者的传递效率为N4/N2×100% D．能量在各营养级的流动离不开生态系统的物质循环和信息传递
传送带模型中的能量问题
传送带模型中的能量问题 1．如图所示，比较长的传送带与水平方向的夹角θ＝37°，在电动机带动下以v 0＝4 m/s 的恒定速率顺时针方向运行．在传送带底端P 处有一离传送带很近的固定挡板，可将传送带上的物体挡住．在距P 距离为L ＝9 m 的Q 处无初速度地放一质量m ＝1 kg 的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，物体与挡板的碰撞能量损失及碰撞时间不计，取g ＝10 m/s 2，sin37°＝0.6，求物体 从静止释放到第一次返回上升至最高点的过程中： (1)相对传送带发生的位移； (2)系统因摩擦产生的热量； (3)传送带多消耗的电能； (4)物体的最终状态及该状态后电动机的输出功率． 【解析】 (1)要分上和下两个过程处理，注意相对路程和相对位移是不一样的。 解法1：力和运动法．物体由静止释放，沿传送带向下加速运动，相对传送带亦向下滑，受力如图1所示，有mgsin θ－μmgcos θ＝ma 1，得a 1＝2 m/s 2 与P 碰前速度v 1＝2a 1L ＝6 m/s 设物体从Q 到P 的时间为t 1，则t 1＝v 1a 1 ＝3 s 设物体对地位移为x 1，可知x 1＝L ＝9 m ，相对传送带向下的位移Δx 1＝x 1＋v 0t 1＝21 m 物体与挡板碰撞后，以速度v 1反弹，向上做减速运动，因v 1>v 0，物体相对传送带向上滑，设速度减小到与传送带速度相等的时间为t 2，此过程受力如图2所示，有mgsin θ＋μmgcos θ＝ma 2 得a 2＝10 m/s 2，t 2＝v 1－v 0a 2 ＝0.2 s 在t 2时间内物体对地向上的位移x 2＝v 1＋v 02t 2 ＝1 m 相对传送带向上的位移Δx 2＝x 2－v 0t 2＝0.2 m 物体速度与传送带速度相等后，由于mgsin θ>μmgcos θ物体不能匀速，将相对传送带向下滑，对地向 上做加速度大小为a 3＝a 1＝2 m/s 2的减速运动，设速度减小到零的时间为t 3，t 3＝v 0a 3 ＝2 s 此过程中物体对地向上的位移x 3＝v 02 t 3＝4 m 相对传送带向下的位移Δx 3＝v 0t 3－x 3＝4 m 整个过程中两者相对滑动位移为Δx ＝Δx 1－Δx 2＋Δx 3＝24.8 m. 解法2：相对运动法．以传送带为参考系，在求出相对初速度和相对加速度后，三个阶段物体相对传送 带的位移分别为Δx 1＝v 0t 1＋12a 1t 21＝21 m Δx 2＝(v 1－v 0)t 2－12 a 2t 22＝0.2 m Δx 3＝12a 3t 23 ＝4 m 第二阶段物体相对传送带向上运动，两者相对滑动总位移为Δx ＝Δ x 1－Δx 2＋Δx 3＝24.8 m. 解法3：图象法．设沿传送带向上为正方向，画出如图3所示物体