高大上的无线充电技能工作原理该怎么深入浅出的解说?

谁说充电一定要接电线?只需让手机和充电器“心电感应”一下,就能够充电了!一同来知道“无线充电”的原理吧!每非必须帮手机、电脑,或许其他各种电器充电时,总是要接一条充电线,充电线一多,还常常接错,实在非常费事。幸亏,现在越来越多的电子产品,开端使用“无线充电”的技能了!只需高雅的将手机放在一个小小的、像杯垫一样的东西上面,不用接线就能轻松充电,这么凶猛的科技背面是什么原理呢?让我们一同来探求其间奥妙。

电与磁的交互作用
一般见到的无线充电,运用的是“电流磁效应”和“电磁感应”的原理。1819 年,丹麦科学家厄斯特观察到一段导线上如果通有电流,四周将会发生磁场,能够让指北针偏转。后人则进一步发现,将导线围成环状,乃至绕成线圈,发生的磁场将会更强、更会集,这称为“电流磁效应”。
至于电磁感应,则是在 1831 年由法拉第发现的。让一块磁铁或其他的磁场来历接近一段没有电流的线圈,线圈上就会发生“感应电流”,称为“电磁感应”。值得注意的是,电磁感应的建立条件是磁场要有“改动”,例如磁铁越来越接近 (越来越远离其实也能够)。外加磁场若是一直坚持不变,是不会有感应电流的。
总而言之,电流磁效应就是电流的活动在四周发生磁场,电磁感应则是不断改动的外加磁场使线圈发生感应电流。
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使用电磁感应来充电
这两种物理现象同时运用,就能够进行无线充电。现在的无线充电设备,都包括一个“充电座”,里边其实正是线圈。将充电座接到家用插头后,线圈周围会由于电流磁效应而发生磁场。要充电的电子产品,里边也都有一个线圈,当它接近充电座时,充电座的磁场将经过电磁感应,在电子产品的线圈上发生感应电流。感应电流导引到电池,就完成了充电座和电子产品间的无线充电。
你可能会问,磁场不是要改动才干有电磁感应吗?可是充电座与充电的目标间隔却始终坚持不变,这样为何会有电磁感应呢?本来,家用插座中流出的电是“交流电”,也就是说电流的方向不断的替换改动,一会儿顺着流,一会儿反着流。正由于如此,充电座线圈发生的磁场随之不断在改换方向,并非坚持不变,契合电磁感应的条件。
近来越来越多智能手机、平板电脑开端供给无线充电的功用,可是不幸的是,它们充电的时分,只需离充电座的间隔稍远一些,充电功率就会显着下降。即便是最新的技能,充电间隔也不能超过 5 公分,事实上,现在绝大部分能够无线充电的移动设备,都是要彻底平放在充电座上才干进行,和想像中随走随充的无线充电仍有点不同。

使用共振拉长充电间隔
为了添加无线充电的间隔与充电功率,科学家正在设法使用“磁共振”的原理进行无线充电。在电路中参加一些电容、电感等特别的元件,恰当衔接后,会构成“谐振电路”。这就如同乐器行一定会有的调音东西──音叉一样。轻敲音叉一次,它能够继续振荡一段时间,相同的,对谐振电路时间短通电,电路中也会发生保持一段时间的信号。
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音叉具有“共振”这种风趣的物理性质。每支音叉都有自己的发声频率,当一支音叉振荡发声时,若邻近有另一支发声频率相同的音叉,即使它没有直接遭到敲击,也会跟著振荡。音叉的共振能够说达成了能量的传递。谐振电路也能够共振,两个振荡频率相同的谐振电路放在一同,其间一个开端由于通电而震动时,另一个电路也会跟着震动起来,“主动”发生电流,电能就这样被隔空传送了。这样的现象称为“磁共振”,用来进行无线充电,能够让充电间隔到达数公尺,功率也有所提高。仅有的困难就是,要将两个电路调整到如出一辙的频率,而且保持一段时间,并不是简单的事。
除了磁共振之外,也有科学家尝试用雷射光的光能来充电,乃至是将电能经过和家用的 Wifi 网路附近的电波频段来传送。希望这些技能的打破,能让我们未来在充电时愈加便利!

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