諧振電路可以共振,兩個(gè)振動(dòng)頻率相同的諧振電路放在一起,其中一個(gè)開(kāi)始因?yàn)橥姸鹗帟r(shí),另一個(gè)電路也會(huì)跟著震蕩起來(lái),“自動(dòng)”產(chǎn)生電流,電能就這樣被隔空傳送了。
這樣的現(xiàn)象稱(chēng)為“磁共振”,用來(lái)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)充電,可以讓充電距離達(dá)到數(shù)米,效率也有所提升。唯一的困難就是,要將兩個(gè)電路調(diào)整到一模一樣的頻率,并且維持一段時(shí)間。
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,甚至是將電能通過(guò)和家用的 Wifi 網(wǎng)路相近的電波頻段來(lái)傳送。
無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)的主要種類(lèi)
現(xiàn)階段,無(wú)線(xiàn)充電存在四種不同的方式:電磁感應(yīng)方式、電磁共振方式、電場(chǎng)耦合方式、無(wú)線(xiàn)電波方式。
其中用在手機(jī)無(wú)線(xiàn)充電的技術(shù)主要是電磁感應(yīng)技術(shù)和電磁共振技術(shù),當(dāng)然,無(wú)線(xiàn)充電一旦突破技術(shù)壁壘,在以后的家電,以及發(fā)展勢(shì)頭正猛的電動(dòng)汽車(chē)上同樣具有非常廣闊的前景。
電磁感應(yīng)方式
我們今天見(jiàn)到的各類(lèi)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù),大多是采用電磁感應(yīng)技術(shù),我們可以將這項(xiàng)技術(shù)看作是分離式的變壓器。
我們知道,現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的變壓器由一個(gè)磁芯和二個(gè)線(xiàn)圈(初級(jí)線(xiàn)圈、次級(jí)線(xiàn)圈)組成;當(dāng)初級(jí)線(xiàn)圈兩端加上一個(gè)交變電壓時(shí),磁芯中就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng),從而在次級(jí)線(xiàn)圈上感應(yīng)一個(gè)相同頻率的交流電壓,電能就從輸入電路傳輸至輸出電路。
如果將發(fā)射端的線(xiàn)圈和接收端的線(xiàn)圈放在兩個(gè)分離的設(shè)備中,當(dāng)電能輸入到發(fā)射端線(xiàn)圈時(shí),就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng),磁場(chǎng)感應(yīng)到接收端的線(xiàn)圈、就產(chǎn)生了電流,這樣我們就構(gòu)建了一套無(wú)線(xiàn)電能傳輸系統(tǒng)。
這套系統(tǒng)的主要缺陷在于,磁場(chǎng)隨著距離的增加快速減弱,一般只能在數(shù)毫米至10厘米的范圍內(nèi)工作,加上能量是朝著四面八方發(fā)散式的,因此感應(yīng)電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于輸入電流,能源效率并不高。但對(duì)于近距離接觸的物體這就不存在問(wèn)題了。
最早利用這一原理的無(wú)線(xiàn)充電產(chǎn)品是電動(dòng)牙刷——電動(dòng)牙刷由于經(jīng)常接觸到水,所以采用無(wú)接點(diǎn)充電方式,可使得充電接觸點(diǎn)不暴露在外,增強(qiáng)了產(chǎn)品的防水性,也可以整體水洗。
在充電插座和牙刷中各有一個(gè)線(xiàn)圈,當(dāng)牙刷放在充電座上時(shí)就有磁耦合作用,利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)傳送電力,感應(yīng)電壓經(jīng)過(guò)整流后就可對(duì)牙刷內(nèi)部的充電電池充電。
電磁感應(yīng)方式的特點(diǎn)是傳輸距離短、使用位置相對(duì)固定,但是能量效率較高、技術(shù)簡(jiǎn)單,很適合作為無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)使用。
電磁共振方式
與電磁感應(yīng)方式相比,電磁共振技術(shù)在距離上就有了一定的寬容度,它可以支持?jǐn)?shù)厘米至數(shù)米的無(wú)線(xiàn)充電,使用上更加靈活。
電磁共振同樣要使用兩個(gè)規(guī)格完全匹配的線(xiàn)圈,一個(gè)線(xiàn)圈通電后產(chǎn)生磁場(chǎng),另一個(gè)線(xiàn)圈因此共振、產(chǎn)生的電流就可以點(diǎn)亮燈泡或者給設(shè)備充電。
除了距離較遠(yuǎn)外,電磁共振方式還可以同時(shí)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行充電,并且對(duì)設(shè)備的位置并沒(méi)有嚴(yán)格的限制,使用靈活度在各項(xiàng)技術(shù)中居于榜首。