Первый раз, когда вы подключаете смартфон к беспроводному зарядному устройству, то рискуете поймать себя на мысли о том, что на ваших глазах твориться настоящая магия. А ведь этой технологии уже почти 130 лет! Так что, давайте разбираться, как это работает, и за одним постараемся понять — почему беспроводные зарядные устройства появились только сейчас?
Немного истории
Беспроводная зарядка для смартфонов на самом деле далеко не новинка. Он даже старше, чем Ford Model T. В 1831 году английский физик Майкл Фарадей впервые обнаружил магнитные и электрические эффекты, которые привели к созданию индукционной зарядки, которая передает энергию между двумя приемниками без прямого подключения проводами.
Он описал свой эксперимент, в ходе которого произвел электрический ток с помощью обычных магнитов, в серии лекций 1831 года в Королевском обществе в Лондоне. Фарадей использовал жидкую батарею, чтобы пропустить электрический ток через небольшую катушку. Затем, когда он прошел через большую катушку, магнитное поле изменилось — и возникло мгновенное напряжение.
Не стоит забывать и о Николе Тесла, который был одержим идеей передачи электричества без проводов. Он использовал основные принципы Фарадея, чтобы продемонстрировать способность передавать энергию по воздуху. В конце 19 века он создал магнитное поле между двумя цепями, передатчиком и приемником.
К слову, прототипы катушек Тесла сохранились и до наших дней, успешно продолжая функционировать в выставочных целях. Если вам посчастливится побывать в обсерватории Гриффита в Лос-Анджелесе, и вы сможете увидеть ее в действии. Прототип катушки Теслы демонстрируется там с 1937 года. В демонстрации он питает неоновую вывеску без каких-либо проводов. И происходящее там полностью идентично тому, что происходит между вашим смартфоном и беспроводной зарядкой.
Как это работает?
Допустим, ученые смогли открыть возможность беспроводной передачи тока, однако применения своим открытиям, увы, не обнаружили. До смартфонов, умных часов и электромобилей единственной областью, где удалось найти применение технологии — электрические зубные щетки. С 1990-х годов компании по уходу за полостью рта встраивают беспроводные зарядные устройства прямо в подставки для электрических зубных щеток. Индукционная зарядка, используемая в них уже максимально близка к современным зарядным станциям.
Индуктивная зарядка передает энергию от зарядного устройства к приемнику на задней панели смартфона посредством электромагнитной индукции. Внутри зарядной площадки находится индукционная катушка, которая создает колеблющееся электромагнитное поле. Катушка приемника в смартфоне помогает преобразовать это магнитное поле обратно в электричество для зарядки аккумулятора, как это сделал Тесла еще в 1800-х годах со своим массивным передатчиком и приемником, только меньшего размера.
Чем больше катушки внутри зарядного устройства, тем дальше вы можете переместить свой телефон, ноутбук или другое устройство. Существует два основных стандарта беспроводной зарядки, и большинство смартфонов поддерживают оба:
Стандарт Qi Консорциума Wireless Power Consortium (произносится как "чи"): в основном используется для смартфонов. Этот стандарт также применяется к другим потребительским устройствам. По данным консорциума, в настоящее время на рынке представлено около 3700 Qi-сертифицированных продуктов, каждый из которых может поддерживать мощность от 5 до 15 Вт.
Резонансный стандарт AirFuel Alliance: стандарт позволяет осуществлять подключение с расстояния 50 миллиметров, а это означает, что нет необходимости идеально состыковывать ваше устройство с зарядным устройством, что дает вам свободу использовать свой телефон во время зарядки. Этот стандарт также поддерживает одновременную зарядку нескольких устройств, например умных часов и смартфона.
Беспроводная зарядка не получила широкого распространения в большинстве сфер, потому что существуют ограничения на то, насколько далеко устройство может находиться от зарядной панели. Но такие компании, как WiTricity, основанные исследователями из Массачусетского технологического института в Бостоне, сосредоточены на создании электрической зарядки, которая действительно практична для использования в реальном мире.
Между тем, в 2017 году ученые Disney Research показали, что беспроводная зарядка под открытым небом возможна. Это означает, что вы можете заряжать свой телефон, когда приемник находится в комнате, точно так же, как ваш ноутбук может использовать сигнал Wi-Fi по воздуху.
Disney называет это "квазистатическим резонансным резонансом", и он позволяет таким структурам, как шкафы, генерировать квазистатические магнитные поля, которые "безопасно доставляют киловатты мощности к мобильным приемникам, находящимся почти в любом месте".
