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誰說充電一定要接電線?只需讓手機和充電器“心電感應”一下,就能夠充電了!一同來知道“無線充電”的原理吧!每非必須幫手機、電腦,或許其他各種電器充電時,總是要接一條充電線,充電線一多,還常常接錯,實在非常費事。幸虧,現(xiàn)在越來越多的電子產(chǎn)品,開端使用“無線充電”的技能了!只需高雅的將手機放在一個小小的、像杯墊一樣的東西上面,不用接線就能輕松充電,這么兇猛的科技背面是什么原理呢?讓我們一同來探求其間奧妙。
電與磁的交互作用
一般見到的無線充電,運用的是“電流磁效應”和“電磁感應”的原理。1819 年,丹麥科學家厄斯特觀察到一段導線上如果通有電流,四周將會發(fā)生磁場,能夠讓指北針偏轉。后人則進一步發(fā)現(xiàn),將導線圍成環(huán)狀,乃至繞成線圈,發(fā)生的磁場將會更強、更會集,這稱為“電流磁效應”。
至于電磁感應,則是在 1831 年由法拉第發(fā)現(xiàn)的。讓一塊磁鐵或其他的磁場來歷接近一段沒有電流的線圈,線圈上就會發(fā)生“感應電流”,稱為“電磁感應”。值得注意的是,電磁感應的建立條件是磁場要有“改動”,例如磁鐵越來越接近 (越來越遠離其實也能夠)。外加磁場若是一直堅持不變,是不會有感應電流的。
總而言之,電流磁效應就是電流的活動在四周發(fā)生磁場,電磁感應則是不斷改動的外加磁場使線圈發(fā)生感應電流。
使用電磁感應來充電
這兩種物理現(xiàn)象同時運用,就能夠進行無線充電?,F(xiàn)在的無線充電設備,都包括一個“充電座”,里邊其實正是線圈。將充電座接到家用插頭后,線圈周圍會由于電流磁效應而發(fā)生磁場。要充電的電子產(chǎn)品,里邊也都有一個線圈,當它接近充電座時,充電座的磁場將經(jīng)過電磁感應,在電子產(chǎn)品的線圈上發(fā)生感應電流。感應電流導引到電池,就完成了充電座和電子產(chǎn)品間的無線充電。
你可能會問,磁場不是要改動才干有電磁感應嗎?可是充電座與充電的目標間隔卻始終堅持不變,這樣為何會有電磁感應呢?本來,家用插座中流出的電是“交流電”,也就是說電流的方向不斷的替換改動,一會兒順著流,一會兒反著流。正由于如此,充電座線圈發(fā)生的磁場隨之不斷在改換方向,并非堅持不變,契合電磁感應的條件。
近來越來越多智能手機、平板電腦開端供給無線充電的功用,可是不幸的是,它們充電的時分,只需離充電座的間隔稍遠一些,充電功率就會顯著下降。即便是的技能,充電間隔也不能超過 5 公分,事實上,現(xiàn)在絕大部分能夠無線充電的移動設備,都是要平放在充電座上才干進行,和想像中隨走隨充的無線充電仍有點不同。
使用共振拉長充電間隔
為了添加無線充電的間隔與充電功率,科學家正在設法使用“磁共振”的原理進行無線充電。在電路中參加一些電容、電感等特別的元件,恰當銜接后,會構成“諧振電路”。這就如同樂器行一定會有的調音東西──音叉一樣。輕敲音叉一次,它能夠繼續(xù)振蕩一段時間,相同的,對諧振電路時間短通電,電路中也會發(fā)生保持一段時間的信號。
音叉具有“共振”這種風趣的物理性質。每支音叉都有自己的發(fā)聲頻率,當一支音叉振蕩發(fā)聲時,若鄰近有另一支發(fā)聲頻率相同的音叉,即使它沒有直接遭到敲擊,也會跟著振蕩。音叉的共振能夠說達成了能量的傳遞。諧振電路也能夠共振,兩個振蕩頻率相同的諧振電路放在一同,其間一個開端由于通電而震動時,另一個電路也會跟著震動起來,“主動”發(fā)生電流,電能就這樣被隔空傳送了。這樣的現(xiàn)象稱為“磁共振”,用來進行無線充電,能夠讓充電間隔到達數(shù)公尺,功率也有所提高。僅有的困難就是,要將兩個電路調整到如出一轍的頻率,而且保持一段時間,并不是簡單的事。
除了磁共振之外,也有科學家嘗試用雷射光的光能來充電,乃至是將電能經(jīng)過和家用的 Wifi 網(wǎng)路附近的電波頻段來傳送。希望這些技能的打破,能讓我們未來在充電時愈加便利!