誰(shuí)說(shuō)充電一定要接電線？只需讓手機(jī)和充電器“心電感應(yīng)”一下，就能夠充電了！一同來(lái)知道“無(wú)線充電”的原理吧！每非必須幫手機(jī)、電腦，或許其他各種電器充電時(shí)，總是要接一條充電線，充電線一多，還常常接錯(cuò)，實(shí)在非常費(fèi)事。幸虧，現(xiàn)在越來(lái)越多的電子產(chǎn)品，開(kāi)端使用“無(wú)線充電”的技能了！只需高雅的將手機(jī)放在一個(gè)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(lái)探求其間奧妙。
電與磁的交互作用
一般見(jiàn)到的無(wú)線充電，運(yùn)用的是“電流磁效應(yīng)”和“電磁感應(yīng)”的原理。1819 年，丹麥科學(xué)家厄斯特觀察到一段導(dǎo)線上如果通有電流，四周將會(huì)發(fā)生磁場(chǎng)，能夠讓指北針偏轉(zhuǎn)。后人則進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，將導(dǎo)線圍成環(huán)狀，乃至繞成線圈，發(fā)生的磁場(chǎng)將會(huì)更強(qiáng)、更會(huì)集，這稱為“電流磁效應(yīng)”。
至于電磁感應(yīng)，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(chǎng)來(lái)歷接近一段沒(méi)有電流的線圈，線圈上就會(huì)發(fā)生“感應(yīng)電流”，稱為“電磁感應(yīng)”。值得注意的是，電磁感應(yīng)的建立條件是磁場(chǎng)要有“改動(dòng)”，例如磁鐵越來(lái)越接近 （越來(lái)越遠(yuǎn)離其實(shí)也能夠）。外加磁場(chǎng)若是一直堅(jiān)持不變，是不會(huì)有感應(yīng)電流的。
總而言之，電流磁效應(yīng)就是電流的活動(dòng)在四周發(fā)生磁場(chǎng)，電磁感應(yīng)則是不斷改動(dòng)的外加磁場(chǎng)使線圈發(fā)生感應(yīng)電流。
使用電磁感應(yīng)來(lái)充電
這兩種物理現(xiàn)象同時(shí)運(yùn)用，就能夠進(jìn)行無(wú)線充電。現(xiàn)在的無(wú)線充電設(shè)備，都包括一個(gè)“充電座”，里邊其實(shí)正是線圈。將充電座接到家用插頭后，線圈周圍會(huì)由于電流磁效應(yīng)而發(fā)生磁場(chǎng)。要充電的電子產(chǎn)品，里邊也都有一個(gè)線圈，當(dāng)它接近充電座時(shí)，充電座的磁場(chǎng)將經(jīng)過(guò)電磁感應(yīng)，在電子產(chǎn)品的線圈上發(fā)生感應(yīng)電流。感應(yīng)電流導(dǎo)引到電池，就完成了充電座和電子產(chǎn)品間的無(wú)線充電。
你可能會(huì)問(wèn)，磁場(chǎng)不是要改動(dòng)才干有電磁感應(yīng)嗎？可是充電座與充電的目標(biāo)間隔卻始終堅(jiān)持不變，這樣為何會(huì)有電磁感應(yīng)呢？本來(lái)，家用插座中流出的電是“交流電”，也就是說(shuō)電流的方向不斷的替換改動(dòng)，一會(huì)兒順著流，一會(huì)兒反著流。正由于如此，充電座線圈發(fā)生的磁場(chǎng)隨之不斷在改換方向，并非堅(jiān)持不變，契合電磁感應(yīng)的條件。
近來(lái)越來(lái)越多智能手機(jī)、平板電腦開(kāi)端供給無(wú)線充電的功用，可是不幸的是，它們充電的時(shí)分，只需離充電座的間隔稍遠(yuǎn)一些，充電功率就會(huì)顯著下降。即便是最新的技能，充電間隔也不能超過(guò) 5 公分，事實(shí)上，現(xiàn)在絕大部分能夠無(wú)線充電的移動(dòng)設(shè)備，都是要徹底平放在充電座上才干進(jìn)行，和想像中隨走隨充的無(wú)線充電仍有點(diǎn)不同。
使用共振拉長(zhǎng)充電間隔
為了添加無(wú)線充電的間隔與充電功率，科學(xué)家正在設(shè)法使用“磁共振”的原理進(jìn)行無(wú)線充電。在電路中參加一些電容、電感等特別的元件，恰當(dāng)銜接后，會(huì)構(gòu)成“諧振電路”。這就如同樂(lè)器行一定會(huì)有的調(diào)音東西──音叉一樣。輕敲音叉一次，它能夠繼續(xù)振蕩一段時(shí)間，相同的，對(duì)諧振電路時(shí)間短通電，電路中也會(huì)發(fā)生保持一段時(shí)間的信號(hào)。
音叉具有“共振”這種風(fēng)趣的物理性質(zhì)。每支音叉都有自己的發(fā)聲頻率，當(dāng)一支音叉振蕩發(fā)聲時(shí)，若鄰近有另一支發(fā)聲頻率相同的音叉，即使它沒(méi)有直接遭到敲擊，也會(huì)跟著振蕩。音叉的共振能夠說(shuō)達(dá)成了能量的傳遞。諧振電路也能夠共振，兩個(gè)振蕩頻率相同的諧振電路放在一同，其間一個(gè)開(kāi)端由于通電而震動(dòng)時(shí)，另一個(gè)電路也會(huì)跟著震動(dòng)起來(lái)，“主動(dòng)”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(lái)進(jìn)行無(wú)線充電，能夠讓充電間隔到達(dá)數(shù)公尺，功率也有所提高。僅有的困難就是，要將兩個(gè)電路調(diào)整到如出一轍的頻率，而且保持一段時(shí)間，并不是簡(jiǎn)單的事。
除了磁共振之外，也有科學(xué)家嘗試用雷射光的光能來(lái)充電，乃至是將電能經(jīng)過(guò)和家用的 Wifi 網(wǎng)路附近的電波頻段來(lái)傳送。希望這些技能的打破，能讓我們未來(lái)在充電時(shí)愈加便利！
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