尼古拉.特斯拉的无线传输电能到底是什么技术？
无线输电并不是这些年才冒出来的新技术，在上世纪80年代的一些科普图书中就有无线输电技术的介绍。这种无线输电的原理很简单，就是将电能通过发射线圈转为电磁波向外发射，然后被远处一个接收线圈接收该电磁波，并将其转换成电能输送给负载使用。下面我们通过一个简单的无线输电模块电路来详细介绍一下无线输电的工作原理。
▲ 成品的无线输电收发模块。上图是一款市售的成品无线输电模块，其分为发射模块和接收模块两部分，发射模块带的线圈为发射线圈，负责向外发射电磁波能量。接收模块带的线圈为电磁波接收线圈，其作用就是接收发射线圈发出的电磁波，并将其转换成电能。▲ 无线发射模块电路原理图。无线发射模块一般由振荡电路及谐振回路组成。
振荡电路将电源供给的能量转换成数十KHz以上的高频交流信号，通过驱动电路驱动发射线圈向外发射电磁波。由于发射线圈两端一般并联由谐振电容（谐振频率一般与振荡电路的振荡频率相同），故发射线圈向外发出的是某一频率的电磁波信号。▲ 无线接收模块电路原理图。上图是无线接收模块的电路原理图。输入端的线圈为接收线圈，与之并联的电容为谐振电容，当接收线圈周围存在着与其谐振频率相同的电磁波信号时，线圈两端将产生感应电流，该电流经二极管整流及电容滤波后即可转为直流电压，然后再通过电源管理IC的升降压及稳压处理后，即可变为负载所需的电压供负载使用。
这就是无线输电的基本工作原理。无线输电技术非常有用，譬如用来给手机等数码产品充电，手机只要内置无线接收模块即可省略充电线，这样也就避免了频繁插拔充电线导致手机USB端口损坏。若将鱼缸内的LED装饰灯安装上无线接收模块，这样隔着鱼缸即可给LED灯供电，省略了电源线，鱼缸移动和放置都更方便一些。若想了解更多的电子电路及元器件知识，请关注本头条号，谢谢。
就目前而言，超导技术和无线输电技术哪个更有发展前景？
无线电能传输技术和超导技术都会带来电力传输的革命性变化，这是毫无疑问的。两者都很有前景，而且相互不冲突。如果再加上可控核聚变技术，这三种东西足以把地球人带进下一个技术时代。可控核聚变带来无穷无尽的电能（发电），超导技术消除了输电过程中的线路损耗（输电），无线电能传输技术让插座和电池永远的变成博物馆里上一个技术时代的剪影（终端用电）。
我想，每一只电气汪，都很期待这三种技术成熟的应用于商业的那一天。可是（此处应有心碎声），不管是可控核聚变、超导技术还是无线电能传输技术，现在都是镜花水月。我们学院有个课题在搞无线充电的电瓶车。我闲的胃疼的时候就会去那边转转，看看他们的研究。目前来说，给一辆没电的电动自行车充满电平均大概需要两个钟头，效率不到75%。
除了不用电源线之外，跟普通的电动自行车比起来完全没有优势。相反，效率要比普通自行车低得多了。设想中的无线电能传输，是制造一个像wifi一样的电源，调制一定频率的电磁波在电源周围形成一个充满能量的电磁场。无数个电源就有无数个场，相互叠加覆盖着整个城市。人们的用电器依靠线圈从这个电磁场里面汲取电能。这个梦想还实现不了，因为没有哪个傻瓜会干这种缺心眼的事。
构建能量场所消耗掉的电能远远超过用电器消耗掉的，而绝大多数的能量都以电磁波的形式散逸。所以，现在的无线电能传输，大多不是构建整个能量场，而是用高频电磁波定向的发射能量，然后在一定距离和角度内用线圈接收。我们学院的课题就是这么做的。问题没有解决，定向的发射电能确实提高了效率，但是一个无线电源只能给一个电器供电，还有考虑到距离限制，也跟电源线差别不大了。
而且电感线圈的制造非常困难，稍有偏差，在接受电能的时候谐振就会出各种奇怪的情况。还有个干扰的问题，空间中的其他电磁波对谐振有些影响，哥的师兄正在纠结这个问题。另外无线电源发射的电磁波是个电磁污染源。要是在射电望远镜旁边弄个这玩意，天文台的不打死你才有鬼。其实，偷偷的说（别告诉我师兄），我个人对无线输电解决上面这些问题没什么信心。
无线电能传输的设想提出快两个世纪了，我们几乎没怎么前进。除非当人们拥有了几乎无限的电能，也就是可控核聚变商业化之后。那时，电能使用的效率让步于便捷，无线输电技术一定会迅速的普及并且消灭电源写，就像宽带消灭拨号一样。超导技术的概念比无线电能传输晚很多。人们发现，当一些导体的温度下降到一定温度之后，导体的电阻就消失了。
这种现象就叫做超导。用超导材料做的线圈，很小的电压就能激发起极大的磁场。如果用在输电线上，那么对电力系统而言简直就是天翻地覆的变化。没有线路损耗，不用考虑配电距离……哥的供配电教科书估计除了名字以外都得重写吧……但是（怎么又是但是……），这一美好的构想还实现不了，因为大部分导体都需要降温到一个令人发指的程度才肯变身超导体。
所以超导的研究现在很大程度上就是努力寻找高温超导体。这里的高温并不是说很高的温度下就具有超导现象，而是比起以前现在低的没那么令人发指了。1993年，法国人发现了135K，也就是零下138摄氏度条件下就能变成超导体的材料。二十多年后的今天，超导温度已经提高到150 左右了。等找到能在300-350K温度范围内超导的材料之后，再想办法降低制造成本，拿来做电力系统的输电线……擦擦口水，画面太美。
特斯拉的无线输电技术靠谱吗？以现在的条件能实现全球无线供电吗？
在19世纪末，尼古拉·特斯拉曾经进行过无线输电实验。在特斯拉的设想中，电力传到远方的用电设备无需借助导线传播，而是直接在空中传播，从而极大降低输电成本。特斯拉的无线输电原理利用到了现在被称为舒曼共振的一种全球性的电磁共振。地球表面和电离层形成一个空腔或者说电容，闪电的放电能够产生和激发全球性的电磁共振，在7.83赫兹出有一个明显的峰值。
特斯拉设想，地球可以作为输电导体。通过地面的特斯拉线圈，交流电脉冲被输送到地面和电离层的谐振空腔中形成电磁共振，这样电能就可以在大气内不断传播，并且功率损失非常小。在地球上的任何一个地方，只要有类似的谐振电容天线，就能接收到空中的交流电。为此，在1901年，特斯拉建造了一座大型高压无线电站，现在被称为沃登克里弗塔，他想以此进行远距离的无线输电和无线广播实验。
因为无线输电和无线广播在本质上是一样的，它们都是依赖于无线电波的发射和接收。不过，由于远距离的无线广播技术被马可尼先一步实现，沃登克里弗塔的建设失去了资金支持。不久后，沃登克里弗塔被拆除掉，特斯拉始终未能进行远距离的无线输电实验。时至今日，特斯拉当年的设想一直没能实现。原因应该不是科学原理的问题，而是来自技术和成本方面。
特斯拉的无线输电技术存在电磁辐射和效率的问题，电磁波会向外扩散开来，其效率会迅速下降，因为它遵循距离的平方反比定律。如果要建造一台百万瓦特的无线电力发射机，必须一直向它注入100万瓦的电力，即使用电端只想从它那里接收10瓦的电力。不过，在短距离内实现无线传输电力是可能的，目前已经有这样的技术了。在2015年，日本三菱重工通过无线输电技术把500米外的灯泡点亮。
