在19世紀末,尼古拉·特斯拉曾經進行過特斯拉線圈無線輸電實驗。在特斯拉的設想中,電力傳到遠方的用電設備無需借助導線傳播,而是直接在空中傳播,從而極大降低輸電成本。
特斯拉線圈無線輸電原理利用到了現在被稱為舒曼共振的一種全球性的電磁共振。地球表面和電離層形成一個空腔或者說電容,閃電的放電能夠產生和激發全球性的電磁共振,在7.83赫茲出有一個明顯的峰值。
特斯拉設想,地球可以作為輸電導體。通過地面的特斯拉線圈,交流電脈沖被輸送到地面和電離層的諧振空腔中形成電磁共振,這樣電能就可以在大氣內不斷傳播,并且功率損失非常小。在地球上的任何一個地方,只要有類似的諧振電容天線,就能接收到空中的交流電。
為此,在1901年,特斯拉建造了一座大型高壓無線電站,現在被稱為沃登克里弗塔,他想以此進行遠距離的無線輸電和無線廣播實驗。因為無線輸電和無線廣播在本質上是一樣的,它們都是依賴于無線電波的發射和接收。
不過,由于遠距離的無線廣播技術被馬可尼先一步實現,沃登克里弗塔的建設失去了資金支持。不久后,沃登克里弗塔被拆除掉,特斯拉始終未能進行遠距離的無線輸電實驗。
時至今日,特斯拉當年的設想一直沒能實現。原因應該不是科學原理的問題,而是來自技術和成本方面。特斯拉線圈無線輸電技術存在電磁輻射和效率的問題,電磁波會向外擴散開來,其效率會迅速下降,因為它遵循距離的平方反比定律。如果要建造一臺百萬瓦特的無線電力發射機,必須一直向它注入100萬瓦的電力,即使用電端只想從它那里接收10瓦的電力。
不過,在短距離內實現無線傳輸電力是可能的,目前已經有這樣的技術了。在2015年,日本三菱重工通過無線輸電技術把500米外的燈泡點亮。不過,這種技術與特斯拉的方法并不相同,前者使用微波把電能集中起來輸送過去。
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