Elektronik telah merevolusikan kehidupan dan industri kita, tetapi kesulitan dan bahaya wayar masih wujud. Untuk menanganinya, teknologi penghantaran dan penerimaan kuasa tanpa wayar, seperti aruhan magnet dan resonans magnetik, boleh digunakan dalam pelbagai bidang dan berpotensi untuk merevolusikan kehidupan kita.
Bandingkan kehidupan 500 tahun dahulu dengan hari ini. Salah satu perbezaan yang paling revolusioner ialah kehadiran elektronik. Daripada mentol lampu kecil hingga peti sejuk gergasi, sukar untuk membayangkan kehidupan kita tanpanya. Ini kerana elektronik telah menjadi bahagian yang semakin penting dalam kehidupan kita. Ramai daripada mereka tidak menggunakan banyak kuasa, seperti lampu suluh atau alat kawalan jauh, dan hanya memerlukan satu atau dua bateri untuk beroperasi, manakala yang lain, seperti TV dan pengecas yang menggunakan banyak kuasa, perlu disambungkan ke soket untuk bekerja.
Elektronik ini telah mengubah hampir setiap aspek kehidupan kita. Lima ratus tahun yang lalu, orang ramai menyalakan malam dengan lilin, makanan masin untuk mengekalkannya, dan mempunyai gaya hidup yang sama sekali berbeza daripada yang kita lakukan hari ini. Penciptaan elektrik dan elektronik bukan sahaja mengubah kehidupan seharian kita, tetapi juga industri dan ekonomi. Motor dan mesin elektrik telah meningkatkan produktiviti dengan banyak, dan perkembangan teknologi maklumat dan komunikasi telah menghubungkan dunia dalam masa nyata.
Dalam kehidupan seharian kita, wayar ada di mana-mana, tetapi kebiasaannya membutakan kita terhadap kesulitan dan bahayanya, dan kita seolah-olah menganggapnya begitu sahaja. Bayangkan bermain permainan seperti orang dalam salah satu iklan syarikat, memburu soket dan pasangkan telefon anda ke dalam pengecas. Dari sudut pandangan praktikal, wayar yang mengehadkan julat penggunaan adalah satu kesulitan yang besar. Mereka mengehadkan jejari penggunaan produk dari alur keluar kepada panjang wayar, yang secara semula jadi mengurangkan utiliti produk. Bayangkan memalamkan pengecas untuk peranti elektronik yang perlu anda bawa dan gunakan, dan anda akan menyedari kesulitan itu.
Dari perspektif keselamatan, wayar juga menimbulkan beberapa risiko. Kita semua pernah melihat kisah wayar berselirat yang membuat litar pintas dan memulakan kebakaran, dan jika badan anda bersentuhan dengan wayar yang tidak bertutup dan terkena renjatan elektrik, ia boleh membawa maut. Perkara yang sama berlaku untuk reka bentuk produk. Kehadiran wayar boleh mengganggu secara visual, dan terminal untuk memasukkannya ke dalam produk boleh menjadi gangguan daripada reka bentuk produk. Oleh kerana wayar sentiasa diperlukan dan menyusahkan, teknologi sedang dibangunkan untuk menghantar dan menerima kuasa tanpa wayar.
Penghantaran dan penerimaan kuasa wayarles ialah teknologi yang menukar dan menghantar tenaga elektrik ke dalam bentuk boleh dihantar tanpa wayar tanpa memerlukan wayar antara produk, dan telah dicadangkan oleh Tesla pada abad ke-19. Teknologi penghantaran dan penerimaan kuasa wayarles praktikal dibahagikan kepada dua jenis utama berdasarkan kaedah dan prinsipnya: aruhan magnetik dan resonans magnetik.
Yang pertama, aruhan magnetik, menggunakan fenomena aruhan elektromagnet, yang ditemui dan diterangkan secara matematik oleh Michael Faraday. Aruhan elektromagnet ialah fenomena yang menyebabkan voltan, atau perbezaan potensi, dalam konduktor di mana medan magnet berubah. Apabila magnet berulang kali dimasukkan dan dikeluarkan dari gegelung, arus mengalir melalui gegelung, yang merupakan fenomena aruhan elektromagnet. Kaedah aruhan magnet, transmisi kuasa tanpa wayar dan teknologi penerimaan, menggunakan fenomena aruhan magnet antara gegelung utama pemancar kuasa dan gegelung sekunder penerima kuasa. Apabila arus mengalir melalui gegelung primer dan menghasilkan medan magnet, arus mengalir melalui gegelung sekunder dan memindahkan tenaga elektrik kepada produk. Ia mudah untuk menghantar dan menerima jumlah kuasa yang agak besar, dan ia juga digunakan untuk mengecas telefon bimbit yang dikeluarkan oleh beberapa syarikat. Malah terdapat piawaian antarabangsa yang ditetapkan oleh Persatuan Pengecasan Tanpa Wayar Sedunia, jadi ia dianggap sebagai teknologi matang yang telah dikomersialkan dan diseragamkan. Walaupun ia sangat cekap, dengan kecekapan kuasa maksimum 90%, ia tidak boleh dihantar atau diterima pada jarak lebih daripada 41mm, jadi ia tidak boleh dikatakan tanpa wayar. Di samping itu, pusat gegelung primer dan sekunder mestilah betul-betul dalam garis lurus untuk menghantar dan menerima kuasa dengan cekap, dan jika ia menyimpang dari garis lurus walaupun sedikit, kecekapan menurun secara mendadak, yang dianggap sebagai titik yang perlu bertambah baik pada masa hadapan.
Satu lagi cara untuk menghantar dan menerima kuasa tanpa wayar adalah melalui resonans magnetik. Seperti namanya, fenomena yang digunakan oleh teknologi ini ialah resonans. Setiap objek yang tidak berada pada sifar mutlak mempunyai frekuensi unik yang bergetar pada frekuensi yang terlalu kecil untuk dirasai oleh manusia, dipanggil frekuensi semula jadi. Pada masa ini, fenomena bahawa amplitud meningkat dengan ketara disebabkan oleh penghantaran biasa getaran frekuensi yang sama dengan frekuensi semula jadi dari luar dipanggil resonans. Menggunakan fenomena ini, apabila gegelung resonan dengan frekuensi semula jadi yang sama dilekatkan pada pemancar kuasa dan penerima kuasa, amplitud meningkat, yang bermaksud peningkatan kuasa. Ini mengatasi masalah jarak penghantaran dan penerimaan, yang telah menjadi masalah dengan aruhan magnetik. Walaupun penerima dan pemancar terletak pada jarak 1 meter, kecekapan kuasa ialah 90%, yang bermaksud kuasa boleh dihantar dan diterima dengan cekap pada jarak yang lebih jauh.
Pada masa ini, aplikasi penghantaran dan penerimaan kuasa wayarles yang paling biasa adalah dalam bidang pengecasan. Walaupun ini kurang membimbangkan untuk produk yang boleh dicas secara berasingan, keperluan untuk teknologi pengecasan wayarles agak mendesak untuk telefon bimbit semua-dalam-satu dengan bateri tidak boleh tanggal. Produk lain yang akan mendapat manfaat daripada teknologi ini termasuk berus gigi elektrik yang tidak lagi boleh dikuasakan oleh voltan kecil bateri, televisyen, komputer dan komputer riba yang ingin menyembunyikan kehadiran wayar yang tidak sedap dipandang.
Penghantaran dan penerimaan kuasa wayarles masih di peringkat awal. Kesulitan tidak mempunyai wayar masih mengatasi faedah teknologi ini. Masih banyak lagi gunung yang perlu didaki, dan banyak lagi masalah yang perlu diselesaikan. Dari sudut praktikal, membincangkan bagaimana teknologi ini akan digunakan sekarang adalah seperti meminta seorang kanak-kanak membuktikan Teorem Terakhir Fermat. Walaupun teknologi itu sendiri agak baru, pasaran sedang berkembang pesat dan nampaknya semakin matang; sebenarnya, saiz pasaran telah berkembang beberapa pesanan magnitud dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Walau bagaimanapun, pada masa yang sama, kita tidak boleh terlepas pandang satu lagi kesan sampingan teknologi penghantaran dan penerimaan kuasa wayarles. Kehilangan kuasa yang meningkat yang dikaitkan dengan kuasa pemancaran wayarles ke semua arah, berbanding dengan penghantaran dan penerimaan kuasa secara cekap dalam bilangan arah yang terhad melalui wayar, boleh menjadi mahal. Tambahan pula, kesan kuasa dalam bentuk gelombang elektromagnet pada manusia dan elektronik lain mesti disahkan secara menyeluruh. Ini adalah lebih penting kerana gelombang elektromagnet tidak dapat dilihat dan boleh didedahkan untuk jangka masa yang lebih lama daripada yang sepatutnya. Apabila Internet Perkara berkembang, penghantaran perisian hasad atau virus melalui penghantaran wayarles dan penerimaan kuasa juga menjadi kebimbangan.
Dalam konteks ini, transmisi kuasa tanpa wayar dan teknologi penerimaan dijangka membuka kemungkinan baharu dalam pelbagai industri. Dalam bidang perubatan, teknologi wayarles boleh digunakan untuk mengecas atau mengawal peranti perubatan dari jauh yang dimasukkan ke dalam badan pesakit, yang boleh mengurangkan ketidakselesaan pesakit. Di samping itu, seiring kemajuan teknologi rumah pintar, ia boleh membantu mewujudkan persekitaran hidup yang lebih cekap dan selesa dengan menyambungkan semua peranti elektronik di rumah secara wayarles. Untuk robot industri dan dron, pengecasan tanpa wayar boleh memanjangkan masa kerja mereka dan meningkatkan produktiviti. Memandangkan perkara ini, teknologi penghantaran dan penerimaan kuasa tanpa wayar mempunyai potensi untuk merevolusikan banyak bidang di luar sekadar menghapuskan wayar.
Oleh itu, penghantaran dan penerimaan kuasa tanpa wayar adalah teknologi yang memberi kita harapan besar untuk dunia tanpa wayar. Walaupun masih banyak masalah yang perlu diselesaikan dan cabaran yang perlu diatasi, potensi untuk kemajuan adalah sangat besar. Kami berharap suatu hari nanti akan mempunyai dunia di mana semua elektronik dikuasakan oleh kuasa tanpa wayar, dan ini memerlukan penyelidikan dan pembangunan yang berterusan.
