私は今日（オートミール経由で）ニコラ・テスラについて読んでいて、（特に）無線で電気を送ることを意図したワーデンクリフ・タワーについて読んでいました。質問の素朴さは許しますが、100年以上前にワイヤレスで電流を伝送できる技術が発明された場合、今日の日常生活でワイヤレス電気を使用してみませんか？言い換えれば、ワイヤレス電気などが存在する場合、電気機器（電話/コンピューターなど）を物理的に接続する必要があるのはなぜですか？それが効率/コストの問題なら、私は、一部の裕福な人々が、さらなる利便性のために、無駄を考慮して、まだ余分に支払うことを気にしないだろうと想像します。

素人の言葉で説明してください（ただし、簡単な答えで十分です）。

私は毎日ワイヤレス電気を使用しています。

私の歯ブラシで：

そして私の携帯電話で：

私のデバイスで使用されている方法は、誘導充電と呼ばれています。この質問への答えでそれについてもう少し話します。これは、現時点でエネルギーを無線で送信する最も一般的で最も実用的な形式です。しかし、多くのコメントが指摘しているように、これは近距離無線伝送と考えられています。そして、わずか数ミリメートルの有効範囲で、それは非常に近距離です。

転送されるエネルギーの量と転送の効率は、それぞれのインダクタコイルにコンデンサを追加し、結果のRLCネットワークを調整して、同じ（共振）周波数。MITのチームは、無線電力伝送システムとして誘導共振を使用する研究を行いました。

その後、研究者はWiTricityという会社を設立し、技術をさらに発展させました。彼らはまだ製品を商業市場に持ち込んではいないが、いくつかの印象的なデモンストレーションを行っている。

WiTricityという用語は、2007年にMarinSoljačić率いるMITで行われたプロジェクトで使用されました。MITの研究者は、60 cm（24 in ）直径、2 m（7フィート）離れていて、およそ45％の効率で。コイルは、9.9 MHz（≈波長30 m）で一緒に共振するように設計されており、同じ軸に沿って配置されています。1つは誘導的に電源に接続され、もう1つは電球に接続されました。このセットアップでは、木製パネルを使用して直視線が遮られていても、電球の電源がオンになりました。研究者は、3フィートの距離で約90％の効率で60ワットの電球に電力を供給することができました。この研究プロジェクトは、WiTricityとも呼ばれる民間企業に分割されました。

送信機と受信機の間の距離は、どれだけのエネルギーを確実に転送できるかを決定する際に重要な要素であることに注意することが重要です。MITプロジェクトに基づくこの論文でわかるように、コイル間の距離に対する電圧の減衰は指数関数的です。

しかし、はるかに長い距離が可能なマイクロ波やレーザーなどの他の多くの方法があります。ただし、これらの方法は非常に指向性があるため、テスラが提案する全方向性のワーデンクリフタワーよりもはるかに小さなエリアに適用できます。これらの方法のいずれかを実装する際に考慮すべき他の多くの要因もあります。

電子レンジ：

電波を介した電力伝送をより指向性にして、通常はマイクロ波領域のより短い波長の電磁放射で、より長い距離の電力ビームを可能にします。レクテナを使用して、マイクロ波エネルギーを電気に戻すことができます。95％を超えるレクテナ変換効率が実現されています。軌道を回る太陽エネルギー衛星から地球へのエネルギーの伝達のために、マイクロ波を使用したパワービーミングが提案されており、軌道を離れる宇宙船へのパワーのビーミングが検討されている。
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接地用途の場合、直径10 kmの大面積受信アレイにより、人体の電磁曝露の安全性のために推奨される低電力密度で動作しながら、大きな総電力レベルを使用できます。直径10 kmのエリア全体に分布する1 mW / cm2の人間の安全な電力密度は、総電力レベル750メガワットに相当します。これは、現代の多くの発電所で見られる電力レベルです。
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マイクロ波を使用したワイヤレス高電力伝送は十分に実証されています。1975年にカリフォルニアのゴールドストーンで数十キロワットの実験が行われ、最近（1997年）はレユニオン島のグランドバッサンで行われました。これらの方法は、1キロメートルの距離を実現します。

レーザ

他のワイヤレス方式と比較したレーザーベースのエネルギー伝達の利点は次のとおりです。

1. コリメートされた単色波面伝搬により、広い範囲でのエネルギー伝送のための狭いビーム断面積が可能になります。
2. 小型サイズの固体レーザー-太陽光発電半導体ダイオードは小型製品に適合します。
3. Wi-Fiや携帯電話などの既存の無線通信への無線周波数干渉はありません。
4. アクセスの制御。レーザーで照らされたレシーバーのみが電力を受け取ります。

その欠点は次のとおりです。

1. レーザー放射は危険です。低出力レベルでも人や動物を盲目にする可能性があり、高出力レベルでは局所的なスポット加熱により殺す可能性があります
2. レーザーなどの光への変換は非効率的です
3. 電気への変換は非効率的であり、太陽電池は40％〜50％の効率を達成します。（変換効率は、太陽光パネルの日射よりも単色光の方がかなり高いことに注意してください）。
4. 大気の吸収、および雲、霧、雨などによる吸収と散乱により、損失が発生します。損失は100％にもなる場合があります。
5. マイクロ波ビームの場合と同様に、この方法ではターゲットとの直接的な視線が必要です。

そしてもちろん、テスラが使用している「地面と空気の乱れた充電」方法があります。テスラのシステムに関する限り、資金が尽きて株式市場が暴落したため、それは閉鎖されました。それが試行されなかった理由については、主にそのようなシステムを厳密に測定できなかったためです。そのため、電力会社は使用量ごとに課金できず、多くのお金を稼ぐことができませんでした。テクノロジーを収益化する方法がなければ、研究開発への投資は行われません。とにかく、それは（陰謀）理論です。この方法が実行不可能であるか、完全に機能しない理由は他にもたくさんありますが。

効率性に関する決定的な数字の記事は見つかりませんでした。しかし、私が推測するのは、このテクノロジーがもっと広範囲に使用されていない主な理由は効率であるということです。しかし、それは実際に存在し、私のような人々（読む：金持ちではない）はそれへのアクセス権を持ち、非常にうまく機能します。

編集：

私の携帯電話のqi充電器のメーカーであるWireless Power Consortiumが行ったケーススタディを見つけました。

このセクションでは、5年間の総消費電力を比較します

ケーススタディ：

ワイヤレス充電器N sys-wireless = 0.50（50％）の平均システム効率

有線電源アダプタの平均システム効率N sys-wired = 0.72（72％）平均充電電力が2Wであると仮定します。

したがって、システムの有線部分の効率は72％で、無線部分の効率は50％です。それは、コイルが数ミリメートル離れている誘導法を使用しています。これを、2メートルで40％の効率を示しているJoelのWiTricityと比較してください。

銅線の長さのコストと比較して、ワイヤレスシステムの余分な回路とコンポーネントに関連する追加のコストを考慮し、長距離ワイヤレスエネルギー伝送が大衆市場での使用にまだ実用的でないと考えられる理由を確認できます。

電力を球状に放射する場合（すべての方向に等しい）、もう一方の端で受信される電力は、受信機で覆われた球体の割合に比例します。遠くに行くほど、1 / r ^ 2に比例して同じサイズのアンテナで捕捉するエネルギーが少なくなります。残りのエネルギーは自由空間に浪費されます。もちろん、これは非常に単純化されたモデルです。受信機の場所がわかっている場合は、送信機を指向性にする、共鳴などを使用しますが、アイデアは得られます。ワイヤレスエネルギーは、100％の効率で受信機に到達するまで魔法のようには行きません。さらに、電力変換回路も100％効率的ではありません。

歯ブラシや電話のドックのように、送信と受信がミリメートル単位で離れており、電力レベルが低い場合、効率は許容範囲内であり、電力の損失にそれほど費用はかかりません。歯ブラシは充電を維持するために1年に1ペニーしかかかりません。そのため、バスルーム環境で製品を防水することに対して余分なエネルギーコストをトレードオフする価値があります。電気自動車の下のパッドは、1フィートの地上高で数千ワットを送信するので、プラグインに比べて月に数十ドルのエネルギーコストが無駄になります。単に機能しません。

何かを監視する低電力マイクロコントローラなど、小型の組み込みデバイスでは、ワイヤレスまたは周囲の電力が一般的になることがあります。マイクロコントローラーの電力消費が十分に低くなると、小さなソーラーパネル、RFIDバッジのようなワイヤーのコイル、圧電デバイスなどから継続的に実行できます。電力レベルが低すぎて役に立たないため、WiFi信号、熱、機械的な動き、または現在使用されていない他の方法からエネルギーを収集できます。たとえば、Bluetooth LEで収集したデータを送信する場合、単にマイクロコントローラーを実行するよりもはるかに多くのエネルギーを消費するため、送信バーストは短く頻度が少なく、一部のエネルギーストレージ（コンデンサ）がゆっくりと満たされます。これはマイクロワットまたは多分ナノワットの領域ですので、歩きながら携帯電話を継続的に充電することを忘れてください。

テスラが試みたように電力を分配しない理由は、それが機能しないためです。それは基本的に愚かなアイデアです：

1. 固定ボリュームで使用可能な電力は、トランスミッタからの距離の3乗とともに減少します。たとえば、送信機から10メートルの立方メートルから100 kWを抽出できるとします。100メートルでは100 Wになります。200メートルでは12.5ワットで、ライトに電力を供給するのに十分です。

2. 個々の使用を測定する方法はありません。どのように人々に請求しますか？タワーを建てたからといって、私に支払いを期待することはできません。私は力をまったく使ったことがないと主張することができ、そうでないと証明することはできません。

3. 私たちは、非常に強力な電界への長期暴露の健康への影響が何であるかを本当に知りません。考えてみてください。電球がこのフィールドからの光を遮断することになっている場合、あなたの体はどのくらい正確に何らかの電力を遮断することになっていないのでしょうか？

4. 適切な電気的特性を備えた通常のオブジェクトが電力を遮断して加熱するのをどのように防ぐのですか？良い絶縁体ではない材料を使用する場合は、非常に注意する必要があります。周囲のEフィールドから電力を奪うのを避けるために、そのサイズ、方向、およびインピーダンスを慎重に維持する必要があります。当然のことと思うすべての金属オブジェクトを考えてください。ソーダのアルミ缶でさえ問題になる可能性があります。

5. たとえ機能したとしても、恐ろしく非効率的です。上記の＃4のように、多くの普通のオブジェクトがあります。これらのオブジェクトがこのパワーをインターセプトするときに何が起こるかは言うまでもありませんが、プロデューサー側からのパワーの大きな浪費を考えてください。すべての湿った木の枝、地面、そしてあらゆる種類のものは、このEフィールドから力を得るでしょう。

私が言ったように、それは馬鹿げたアイデアであり、テスラもそれを試みたときの馬鹿げたアイデアでした。

弁護士：

これを正しく理解しているか見てみましょう。システムから放射または電磁波がある場合、エネルギーは無駄になりますか？

テスラ：

絶対に無駄です。私の回路から、電磁波、必要に応じて電磁波の90％、および地球を通過する現在のエネルギーの10％のいずれかを取得できます。または、プロセスを逆にして、電磁波のエネルギーの10％と地球を通過する電流のエネルギーの90％を取得できます。

それはまさにこのようなものです。私はナイフを発明しました。ナイフは鋭い刃で切ることができます。私の発明を適用する人に、あなたは鋭い刃で切らなければならないことを伝えます。私はあなたが鈍い刃でバターを切ることができることを完全に知っていますが、私のナイフはこれを意図していません。アンテナは、電磁波で90パーセント、電流で10パーセントを放出させてはなりません。なぜなら、地球の周りを数アークになるまでに電磁波は失われ、電流は地球の最も遠くまで到達して回復する。

ところで、この見解は現在確認されています。例えば、Sommerfeldの数学論文[*]に注目してください。彼は私の理論が正しいこと、現象の説明に正しかったこと、職業が完全に誤解されていることを示しています。これが、高周波電流の私の従者が間違いを犯した理由です。彼らは、電磁波を90パーセント、残りを現在のエネルギーで生成するという考えで、200,000サイクルの高周波オルタネーターを作りたかったのです。私は低い交番のみを使用し、現在のエネルギーで90％、電磁波で10％しか生成しませんでしたが、それが無駄な結果でした。。。。

ご覧のとおり、私が考案した装置は、アンテナ回路に電位と電流の大きな差を生じさせる装置です。伝導電流で送信する場合でも、電磁波で送信する場合でも、これらの要件を満たす必要があります。高電位電流が必要であり、大量の振動エネルギーが必要です。しかし、あなたはこの振動エネルギーを卒業することができます。適切な設計と波長の選択により、たとえば、これらの電磁波で5％、地球を流れる電流で95％になるように調整できます。それが私がやっていることです。または、これらのラジオの男性のように、電磁波のエネルギーで95％、電流のエネルギーでわずか5％を得ることができます。。。。この装置は、いずれかの方法に適しています。私は自分のシステムで放射線を発していません。電磁波を抑制しています。。。。私のシステムでは、放射があり、エネルギーが放射されるという考えから自分を解放する必要があります。放射されません。保存されています。。。。

テスラは愚かではありませんでした！

:)

私は、システムが私たちに与える可能性のある物理的な影響を恐れて、彼がそれを止めたところを読んだ。最後に、もし彼がそれがうまくいくと言ったら、それはうまくいくと思う....私たちが今日まで使用している電気を発明した男と一緒に行かなければならない....そしてラジオ...そしてX線..残念なことに、彼はまだそこにいません。今日の進歩です！