還記得諾蘭導演2006年的高分懸疑鉅作《致命魔法》嗎?還記得片中狼叔被帶到荒郊野地體驗的那場19世紀末“teamlab沉浸式”燈光秀嗎?要不,進入影院模式,讓我們來重溫一下精彩畫面吧。
《致命魔術》來源:Youtube
作為倫敦城最厲害的魔術師,狼叔都看不透了,“Where are the wires?”是啊,怎麼沒有線呢?怎麼電燈泡像蘿蔔一樣,插在地裡就能汲取營養(通電亮燈)了?這裡打敗魔法的是科學了。
沒看過全片的小夥伴們,對不住,這裡小編要劇透一下了,這部電影裡一個非常重要的非虛構人物,就是那位鼎鼎大名的
發明家特斯拉
(Nikola Tesla),這種魔術般的無線供電技術早在100多年前就被他做出雛形。
現在網路上層出不窮的無線磁懸浮燈,其實也是利用了相同技術原理實現。
Circle Lamp。
Light Bulb by Jeff Libreman。
Lavitating Lamp by Hover Lamps。
話說回來,這個基礎原理其實咱們高考每年都考。再跟著小編閉上雙眼,回到下午的高中教室,面對那熟悉的考卷,你是否也曾中二般的抬起右手,伸出大拇指,四指握拳,接著考題迎刃而解,在沒有“手勢解鎖”的時代,竟然可以“
手勢解題
”。想起來了沒有?
我相信這個手勢已經刻在所有理科生DNA裡面了,
這就是“右手螺旋定則”,又稱“安培定則”,用來判斷纏繞的線圈通電產生磁力的方向。
想必大家都想起來了,總結起來就是磁與電的相互轉化現象,由英國物理學家邁克爾·法拉第(Michael Faraday)於1831年首次發現並定義為
電磁感應
。
安培定則。來源:電工學習網
根據法拉第電磁感應定律,我們用導電金屬絲纏繞成一個線圈(初級線圈),接通一定頻率的交流電,同樣方式我們再纏繞一個線圈(次級線圈),兩端接上led燈,形成閉合電路,當次級線圈靠近初級線圈時,透過電磁感應在次級線圈中產生感應電動勢,進而產生電流點亮了燈泡。
初級線圈與次級線圈。
特斯拉利用這個基礎原理,加上他超越時代的想象力和天才般的工程思維,
在19世紀末向世人展示了歎為觀止的隔空點燈
。雖然這種無線供電技術沒有在當時廣泛使用,但經他改善設計的交流電,安全高效且成本低廉,廣為社會採用。
不僅如此,特斯拉對無線電、遙感、X光射線、鐳射、熒光燈、霓虹燈等技術的探索與應用,都有極大的貢獻。
特斯拉一生致力於研究電與磁,希望將電能變為像空氣和陽光一般無處不在的“自由清潔能源”,而這一理想由於太過“理想”,受到時代與資源的種種限制,無法落地。
手持無線燈泡的特斯拉。來源:Quora
目前,電磁感應無線供電技術被廣泛的應用於如手機、電動牙刷等家用電器的充電裝置中,
但這種需要接觸的充電方式並非真正意義上的隔空充電,2021年1月,某公司釋出了“Mi Air Charge”,雖然充電功率只能達到5w,也基本實現了在空間內向一定距離範圍內的裝置穩定供電,技術上與傳統的電磁感應有所不同,主要運用了
無線電波技術
。
小米“Mi Air Charge“
美國某公司為電動車定製的無線充電裝備,只需將車停在充電板上方,即可給電車充電;以色列某公司研製的
動態無線充電技術
,在公路下方鋪設線圈,從而實現電動車車隨開隨充電,消除“電量焦慮”,使電能補給更方便、高效。
電動車無線充電。
小編認為,在藝術與娛樂領域,無線供電也有著很多的可能性
,比如,互動裝置與展品可以不再受到電線的限制,更多有趣的互動方式可以透過這些原理來實現。
日本某公司開發的模型展示臺以及小型線圈燈,將燈嵌入在模型手辦中,放在展示臺上,燈亮起來,模型彷彿有了生命,受到手辦製作愛好者廣泛喜愛。
X-base小型無線線圈led燈。
小編也利用手邊的電磁感應線圈和二向色玻璃做了一個簡單的互動裝置,將帶有線圈的Led燈與二向色玻璃繫結,固定在亞克力管上,就像一支“花”,在壁掛式的花瓶後方加裝一級線圈,當把“花”插入瓶中時,
燈光透過二向色玻璃映射出的微妙光影就是又虛又實的那一束“光花”。
“光生花” by ChZ。
隨著技術的發展,身邊越來越多的電子產品脫離了那根牽腸掛肚的線,雖然對於電線的全面斷舍離,我們還有比較長的一段路要走,但是就像包豪斯代表人物密斯·凡·德羅的那句至理名言“less is more”,為了減少一根線,一代代的科學家、工程師與設計師們在這一個世紀的時間裡不斷的創新與探索,使我們的生活變得更便捷、更美觀。
原始自然本就沒有線,從有線到無線,也算是返璞歸真了。
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編輯:樂子超人