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」的塬理。1819 年，丹麥科學家厄斯特觀察到一段導線上如果通有電流，四周將會產生磁場，可以讓指北針偏轉。后人則進一步發(fā)現(xiàn)，將導線圍成環(huán)狀，甚至繞成線圈，產生的磁場 將會更強、更集中，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源靠近一段沒有電流的線圈，線圈上就會產生「感應電流」，稱為「電磁感應」。值得注意的是，電磁感應的成立要 件是磁場要有「變化」，例如磁鐵愈來愈靠近 (愈來愈遠離其實也可以)。外加磁場若是一直保持不變，是不會有感應電流的。

總而言之，電流磁效應就是電流的流動在四周產生磁場，電磁感應則是不斷變化的外加磁場使線圈產生感應電流。

利用電磁感應來充電

這兩種物理現(xiàn)象同時運用，就可以進行無線充電。目前的無線充電設備，都包含一個「充電座」，里面其實正是線圈。將充電座接到家用插頭后，線圈周圍會因為 電流磁效應而產生磁場。要充電的電子產品，里面也都有一個線圈，當它靠近充電座時，充電座的磁場將透過電磁感應，在電子產品的線圈上產生感應電流。感應電 流導引到電池，就完成了充電座和電子產品間的無線充電。

你可能會問，磁場不是要改變才能有電磁感應嗎?可是充電座與充電的對象距離卻始 終保持不變，這樣為何會有電磁感應呢?塬來，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交替變化，一會兒順著流，一會兒反著流。正因為如 此，充電座線圈產生的磁場隨之不斷在變換方向，并非保持不變，符合電磁感應的要件。

近來愈來愈多智慧型手機、平板電腦開始提供無線充電 的功能，但是不幸的是，它們充電的時候，只要離充電座的距離稍遠一些，充電效率就會明顯下降。即便是最新的技術，充電距離也不能超過 5 公分，事實上，目前絕大部分可以無線充電的行動裝置，都是要完全平放在充電座上才能進行，和想像中隨走隨充的無線充電仍有點差別。

利用共振拉長充電距離

為了增加無線充電的距離與充電效率，科學家正在設法利用「磁共振」的塬理進行無線充電。在電路中加入一些電容、電感等特殊的元件，適當連接后，會形成 「諧振電路」。這就好像樂器行一定會有的調音工具──音叉一樣。輕敲音叉一次，它可以持續(xù)振動一段時間，同樣的，對諧振電路短暫通電，電路中也會產生維持 一段時間的訊號。

音叉具有「共振」這種有趣的物理性質。每支音叉都有自己的發(fā)聲頻率，當一支音叉振動發(fā)聲時，若附近有另一支發(fā)聲頻率相 同的音叉，即使它沒有直接受到敲擊，也會跟著振動。音叉的共振可以說達成了能量的傳遞。諧振電路也可以共振，兩個振動頻率相同的諧振電路放在一起，其中一 個開始因為通電而振蕩時，另一個電路也會跟著振蕩起來，「自動」產生電流，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，可以讓 充電距離達到數(shù)公尺，效率也有所提升。唯一的困難就是，要將兩個電路調整到一模一樣的頻率，并且維持一段時間，并不是容易的事。

除了磁共振之外，也有科學家嘗試借由雷射光的光能來充電，甚至是將電能透過和家用的 Wifi 網路相近的電波頻段來傳送。希望這些技術的突破，能讓我們未來在充電時更加方便!

最新無線充電應用

1、懸浮燈泡：應用磁懸浮技術還可為手機無線充電。一 款名為Flyte的燈具將磁懸浮、無線充電和優(yōu)秀的產品設計都結 合到了一起，科技與設計的結合瞬間提升家居的美感與創(chuàng)意。Flyte由一個LED燈泡與無線電力接收器共同組成懸浮在空中的組件，而在燈泡的基座中則包含 有一個電磁鐵。在連接電線的木制底座中則包含有一個無線功率發(fā)射器和另一個電磁鐵。將燈泡放在底座上，并慢慢的釋放它就會看到燈泡緩緩上升，并穩(wěn)穩(wěn)地懸浮 在空中。這個底座同樣也可以作為智能手機的無線充電墊。

2、 宜家將推支持無線充電家居。前段時間，宜家曾計劃推出支持無線充電的家居設備。近日，有消息稱具 備無線充電功能的家居，宜家計劃將在本月下旬正式上市，用戶可以前往宜家家居進行體驗。據(jù)悉，支持無線充電功能的家居設備或包括臺燈、書桌、床頭柜等。目 前，不少智能手機都支持無線充電功能，如三星GALAXY S6等旗艦機型。不過，需要注意的是，用戶在選擇無線充電時，要看清手機和設備支持哪類無線充電技術，避免出現(xiàn)無法兼容的情況。