Transferência de energia sem fios

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TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA SEM FIO 
 
Madson Ferreira Coelho 
Luís Henrique dos Santos 
 
INTRODUÇÃO 
Uma das aplicações da física que 
mesmo no mundo tecnológico de hoje que 
impressiona é a transferência de energia a 
distância sem a utilização de fios. Essa 
nova tecnologia tem se tornado uma 
necessidade, pois as baterias não 
acompanharam o desenvolvimento dos 
aparelhos móveis além de minimizar os 
impactos ecológicos pela economia em 
fios, baterias e principalmente, segundo 
Jorgetto (2015), no carregamento dos 
veículos elétricos puros. Aqui 
apresenta-se um pouco sobre o atual estado 
de desenvolvimento e forma como são 
feitas essas transferências de energia. 
OBJETIVOS 
Encontrar e fazer um estudo da 
literatura, procurando em artigos, teses ou 
TCC’s, sobre aplicações dos conceitos 
aprendidos na disciplina de Física II, 
conceitos esses vinculados a área de 
formação dos integrantes, no caso a 
Engenharia Elétrica. 
DESENVOLVIMENTO 
Mesmo tendo referido a WPT 
(Wireless Power Transfer) como uma nova 
tecnologia, ela tem suas raízes com o 
NiKola Tesla. Porém como, segundo 
Motta (2016) não encontraram aplicações e 
nem viabilidade na época, nada expressivo 
foi continuado até a última década. Onde o 
principal trabalho foi realizado por um 
grupo do MIT em 2007. 
O método pioneiro de WPT era o 
acoplamento magnético simples, que 
consistia de duas bobinas (solenóides), e 
usa a Lei de Faraday-Lenz como uma base. 
Essa Lei descrita por ​𝝯 x ​E ​= -𝜕​B​�𝜕t ​diz 
que uma variação do fluxo magnético 
passando por uma espira é capaz de induzir 
uma corrente elétrica na mesma, de tal 
forma que essa corrente tende gerar um 
campo magnético que se opõe ao fluxo que 
a causou. 
Com esse princípio em mente, 
sabe-se que é possível induzir corrente em 
outro circuito apenas mantendo uma 
corrente estacionária em um solenóide 
emissor suficientemente próximo, para que 
o campo por ele gerado possa atravessar a 
área do receptor. A Indutância Mútua entre 
as bobinas é dada por ​M = Nⲫ​B​�i. ​Fator 
necessário na hora de construir as bobinas 
nas medidas corretas. 
O problema é que essa 
transferência não é suficientemente eficaz 
nem a curtas distâncias. Porém em um 
trabalho realizado no MIT conseguiram 
fazer a transferência de energia de uma 
forma otimizada. Utilizaram para isso a 
ressonância de um circuito (usando o 
RLC), de tal forma que a frequência 
aumentasse o fator de qualidade e por 
consequência o acoplamento entre as 
bobinas, compensando a distância. Técnica 
 
chamada de Acoplamento Magnético 
Ressonante. E dessa forma muitas 
empresas do ramo tecnológico, dada a 
necessidade estabelecida nos últimos anos, 
investiram em produtos que usam essa 
tecnologia. 
RESULTADOS 
O grupo do MIT conseguiu fazer a 
transferência de energia com 90% de 
eficiência a 1m de distância. Mas a 
transferência de energia para a maioria dos 
carregamentos não necessita tal distância, 
então para muitos dos produtos a witricity 
garante uma eficiência de 95%. E segundo 
Jorge (2012) estima-se que ocorre uma 
perda de 25% de energia no ​sistema atual de 
transporte e distribuição de energia por efeito 
Joule. Comparando os dados fica clara a 
eficiência melhorada que se obtém com a 
utilização da técnica WPT com circuito 
ressonante. 
Empresas como a Witricity 
eCoupled e Solace têm produzido 
equipamentos para áreas civis, militares e 
comerciais. Em sua maioria são 
carregadores para celulares, notebooks, 
drones, veículos elétricos, equipamentos 
de guerra para soldados e na medicina em 
implantes. 
Essas aplicações da física são 
muito importantes pois trazem vantagens 
no sentido de que a transferência não é 
afetada por obstáculos, como paredes, trás 
muito mais comodidade e independência 
de uma tomada, permite a transmissão de 
energia para mais de um dispositivo 
simultaneamente e também reduz custos 
com fios além de maior eficiência em 
alguns casos, p.e. implantes. 
CONCLUSÃO 
Como proposto, apesar de ser uma 
tecnologia com descobertas recentes, 
encontrou-se interessantes artigos na área. 
E a partir deles pôde-se perceber algumas 
aplicações dos conceitos vistos no curso de 
Física II. Na literatura foram encontrados 
alguns cálculos com relação a Lei de 
Faraday-Lenz, e Indutância Mútua, mas 
como sabemos da unificação de Maxwell 
os conceitos estão todos interligados (para 
aplicações no eletromagnetismo). Então 
pôde-se dizer que vimos aplicações de 
todo o curso. 
Além disso, no decorrer do 
trabalho, notou-se que o uso desta 
tecnologia recentemente na indústria ou 
em qualquer outro setor, trás uma série de 
melhorias custo/benefício sendo um deles 
a eliminação de uma boa parte da 
instalação e cabos, tornando este recurso 
bastante viável. Em consonância, o 
trabalho proposto proporcionou ao grupo, 
a oportunidade de agregar conhecimentos 
em áreas de assuntos diversos na física e 
afins, como circuito RLC. 
REFERÊNCIAS 
JORGE, Luis Filipe Romba. Sistema de 
Transmissão de Energia Eléctrica: sem 
utilização de cabos nem meios 
ferromagnéticos. 2012. 106 f. Dissertação 
(Mestrado) - Curso de Engenharia 
Electrotécnica, Universidade Nova de 
Lisboa, Lisboa, 2012. Cap. 2. 
JORGETTO, Marcus Felipe Calori et al. 
Transmissão indutiva de energia 
eletromagnética sem fios, para aplicações 
em postos de abastecimento de veículos 
 
elétricos puros: modelação para o elemento 
eletromagnético. 2015. 
MOTTA, Tiago da Silva. Transmissão de 
energia sem-fio: método de acoplamento 
indutivo ressonante. 2016.