Considere una antena que convierte toda la energía eléctrica de un oscilador de potencia a una transmisión de radio electromagnética. Digamos que se alimenta 1 vatio a la antena y 1 vatio es la potencia de onda de radio emitida.
Ese poder es expulsado en la mayoría de las direcciones; al igual que una bombilla emite potencia de luz en (prácticamente) todas las direcciones. La bombilla no es solo un ejemplo similar, es exactamente el mismo ejemplo: la luz emitida es una onda electromagnética.
Ahora imagine que está a 1 metro de esa bombilla con un panel solar 100% eficiente. Entonces imagina que construyes varios paneles solares que cubren la bombilla de manera exacta y total. Conecta los paneles solares en serie y ve cuánta energía puede extraer. Bueno, para este experimento mental, puedes extraer el 100% de ese poder.
Entonces te paras a 10m de distancia y haces lo mismo. Obviamente, necesitas muchos más paneles solares, pero, asumiendo que la luz emitida está afectando totalmente a los paneles y no hay fugas de luz más allá de esos paneles, recibirás un 100% de energía.
Así se puede hacer, pero a un gran costo e inconveniente. Pero no es demasiado problema con un rayo láser de lápiz afilado y un panel solar 100% eficiente. Si puede enfocar la luz lo suficiente, puede acumular TODA la energía, recuerde que esto es solo un ejercicio mental y que los paneles solares y las lámparas / láseres están lejos de ser 100% eficientes.
Volviendo a una onda de radio transmitida, podría crear un plato parabólico y transmitir a una frecuencia suficientemente alta para poder enfocar la mayoría de la energía en una antena receptora (otro plato). Esto se realiza en todo el país por personal militar y de telecomunicaciones para obtener datos de línea de visión y comunicaciones de voz que son "en gran parte" privadas, ya que es difícil "robar" una escucha de lo que se está transmitiendo a menos que esté cerca de Las antenas y recogiendo un pequeño lóbulo lateral de energía.
Para el resto de todos los transmisores que emiten, generalmente son dipolos y distribuyen su energía emitida en todas las direcciones en al menos un plano. Esto permite captar las estaciones de música con bastante facilidad y ese es el objetivo, por supuesto.
¿Puedes cosechar fácilmente esa energía? No muy bien porque la potencia está en gran medida volando hacia el espacio y los oyentes solo reciben una fracción.
La antena de cada oyente es efectivamente una red (es decir, tiene un "área" real a pesar de su forma delgada y larga) que captura la potencia enviada desde ese transmisor y la cantidad que captura es generalmente de vatios a vatios. Normalmente, un receptor de RF (con el riesgo de ser demasiado general) puede funcionar con aproximadamente 10 micro voltios recibidos de la antena y, al promediar una muestra amplia de tipos de antenas, este voltaje tendrá una impedancia de la fuente de aproximadamente 50 ohmios. p>
El poder liberado es, por lo tanto, 5 uV cuadrado / 50 = 5 femto watts.
Obviamente, cuanto más cerca esté del transmisor, mayor será la potencia que se puede liberar, pero si todo lo que le interesa es obtener potencia utilizable, utilice cables.
Si hiciera los cálculos con la suma total de energía que se puede recolectar en cualquier punto de la Tierra, no encontrará muchos lugares donde se puedan obtener más de un par de mil vatios.
La energía solar y la recolección de energía de RF son básicamente ambas formas de lo mismo: la recolección de ondas electromagnéticas.
¿Incluso cuando estamos a la par del router? Leí que algunos enrutadores ceden
80mW
Los enrutadores generalmente usan antenas de cuarto de onda y para recolectar energía también se puede usar una antena de cuarto de onda. La distancia realista que puede acercarse es sobre lambda (1 longitud de onda) antes de que comience a causar efectos de carga extraños en la antena. Esta es una distancia de aproximadamente 0,1 metros, por lo que, utilizando la ecuación de transmisión de Friis convertida a dB: -
Pérdida (dB) = 32.45 + 20 \ $ log_ {10} \ $ (f) + 20 \ $ log_ {10} \ $ (d)
Donde f está en MHz y d está en kilómetros. Esta ecuación le indica cuántos dB de pérdida de potencia puede esperar a una distancia determinada con una frecuencia portadora determinada.
Para 2.45 GHz y 0.1 metros (0.0001 km) la pérdida es de 32.45 + 67.6 - 80 = 20 dB.
Pero las antenas tx y rx tienen una ganancia de aproximadamente 4dB entre ellas (porque son semi-direccionales) y, por lo tanto, la pérdida es de solo 16 dB.
80 mW en se convierte (teóricamente) 12.7 mW fuera.
