Considere uma antena que converte toda a energia elétrica de um oscilador de potência em uma transmissão de rádio eletromagnética. Digamos que 1 watt seja alimentado na antena e 1 watt é a potência emitida pelas ondas de rádio.
Esse poder é lançado na maioria das direções; assim como uma lâmpada emite energia luminosa em (virtualmente) todas as direções. A lâmpada não é apenas um exemplo semelhante; é exatamente o mesmo exemplo - a luz emitida é uma onda eletromagnética.
Agora imagine que você está a 1 metro dessa lâmpada com um painel solar 100% eficiente. Então imagine que você constrói vários painéis solares que cobrem exatamente e totalmente a lâmpada. Você conecta os painéis solares em série e vê quanta energia pode extrair. Bem, para este experimento mental, você pode realmente extrair 100% desse poder.
Então você fica a 10m de distância e faz o mesmo. Obviamente, você precisa de muito mais painéis solares, mas, assumindo que a luz emitida atinja totalmente os painéis e que não haja vazamento de luz além desses painéis, você receberá 100% de energia.
Portanto, isso pode ser feito, mas com grandes custos e inconvenientes. Mas não há muito problema com um raio laser afiado a lápis e um painel solar 100% eficiente. Se você conseguir focar a luz o suficiente, poderá coletar TODA a energia. Lembre-se de que este é apenas um exercício de reflexão e os painéis solares e as lâmpadas / lasers estão longe de serem 100% eficientes.
Voltando a uma onda de rádio transmitida, você pode construir uma antena parabólica e transmitir a uma frequência suficientemente alta para poder concentrar a maior parte da energia em uma antena de recepção (outra antena). Isso é feito em todo o país por militares e pessoas de telecomunicações para obter dados de linha de visão e comunicações de voz que são "amplamente" privadas, pois é difícil "roubar" uma escuta do que está sendo transmitido, a menos que você esteja próximo. as antenas e pegando um pequeno lóbulo lateral de energia.
Para o resto de todos os transmissores que transmitem, eles geralmente são dipolos e espalham sua energia emitida em todas as direções em pelo menos um plano. Isso permite que as estações de música sejam captadas com muita facilidade e esse é o objetivo.
Você pode facilmente colher essa energia? Não muito bem, porque o poder está voando pelo espaço e apenas uma fração é recebida pelos "ouvintes".
A antena de cada ouvinte é efetivamente uma rede (ou seja, possui uma "área" real, apesar de sua forma longa e fina), que capta a energia enviada pelo transmissor e a quantidade que ele captura normalmente é de femto watts. Normalmente, um receptor de RF (com risco de ser muito geral) pode trabalhar com cerca de 10 micro volts recebidos da antena e, calculando a média de uma ampla amostra de tipos de antena, essa tensão terá uma impedância de fonte de cerca de 50 ohms.
A potência liberada é, portanto, 5 uV ao quadrado / 50 = 5 femto watts.
Obviamente, quanto mais próximo você estiver do transmissor, maior a potência que pode ser liberada, mas, se tudo o que você está interessado é obter energia utilizável, use fios.
Se você fizesse as contas com a soma total de energia que pode ser colhida em qualquer ponto da Terra, não encontraria muitos lugares onde mais de um par de mili-watts pode ser obtido.
A energia solar e a colheita de energia de RF são basicamente as duas formas da mesma coisa - colheita de ondas eletromagnéticas.
Mesmo quando estamos no roteador? Eu li que alguns roteadores dão até 80mW
Os roteadores normalmente usam antenas de quarto de onda e, para coletar energia, você também pode usar uma antena de quarto de onda. A distância realista que você pode aproximar é de cerca de lambda (1 comprimento de onda) antes de começar a causar estranhos efeitos de carregamento na antena. Esta é uma distância de cerca de 0,1 metros, portanto, usando a equação de transmissão de Friis convertida em dB: -
l o g10l o g10
Onde f é em MHz ed é em quilômetros. Esta equação indica quantos dB de perda de energia você pode esperar a uma determinada distância com uma determinada frequência portadora.
Para 2,45 GHz e 0,1 metros (0,0001 km), a perda é 32,45 + 67,6 - 80 = 20 dB.
Mas as antenas tx e rx têm um ganho de cerca de 4dB entre elas (porque são semidirecionais) e, portanto, a perda é de apenas 16 dB.
80 mW de entrada torna-se (teoricamente) 12,7 mW de saída.