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全面提升數(shù)據(jù)價值
賦能業(yè)務提質(zhì)增效
使用手機、電腦,和其他電子設備時,總要連接一根數(shù)據(jù)線,在實際使用中會覺得很麻煩。而現(xiàn)在的很多電子產(chǎn)品已經(jīng)支持了無線充電技術。
無線充電方式分為非放射性和放射性兩種類型。
放射性的無線充電技術包括電波(微波)式和激光式,非放射性包括磁耦合式和電耦合式。
現(xiàn)階段主要的使用磁耦合式進行電力傳輸,磁耦合式包含電磁感應式和磁共振式兩種方式。我們先認識一下這兩種方式。
磁感應式和磁共振式都運用到了電磁感應原理。電磁感應也是發(fā)電機、變壓器等多數(shù)電力設備操作的基礎。
變化磁通量中的導體會產(chǎn)生電動勢,稱為感應電動勢或感生電動勢。如果將此導體閉合成回路,電動勢會驅(qū)使電子流動,形成感應電流(感生電流)。這種磁場轉(zhuǎn)換電場的現(xiàn)象我們也叫做磁生電。
電流也具有磁效應,即電流周圍會產(chǎn)生磁場,通過變化的電流產(chǎn)生磁場的現(xiàn)象,我們稱為電生磁。
1.磁感應式無線充電
磁感應式無線充電示意圖
磁感應無線充電具有系統(tǒng)結(jié)構簡單,系統(tǒng)成本相對便宜和小型化等優(yōu)點。但將磁感應應用于無線充電時,受到磁性材料不足的影響,會造成耦合度低的結(jié)果。
所以在進行充電時,線圈之間需保持較近距離,因為線圈之間距離越大,部分磁通將會變?yōu)槁┐磐o法傳輸,導致兩個線圈的磁耦合減弱。在實際使用中,我們也應該把手機和無線充電器靠緊,才能保證充電的進行。
2.磁共振式無線充電
磁共振式無線充電示意圖
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(diào)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(chǎn)生維持 一段時間的訊號。
磁共振式無線充電器則是用諧振器件(電感和電容)使發(fā)射端和接收端達到特定頻率,從而產(chǎn)生磁場共振,進而傳輸能量,即發(fā)射側(cè)與接收側(cè)的諧振頻率一致后進行電力輸送的方式。這個原理與聲音的共振原理相同。初中的時候我們都做過這樣的實驗,排列好振動頻率相同的音叉,一個發(fā)聲的話,其他的也會共振發(fā)聲。同樣,排列在磁場中的相同振動頻率的線圈,也可用一個向另一個供電。
使用這樣的方式,線圈之間的距離不需要很近,線圈之間發(fā)生少量的位置偏移也不會影響電力傳輸,能夠?qū)崿F(xiàn)為多臺移動設備進行充電。這種方式的缺點是系統(tǒng)結(jié)構相對復雜,成本較高,很難實現(xiàn)小型化設計。
除了磁共振,一些科學家也在嘗試利用雷射光的光能來充電,有的在嘗試將電能透過和家用的 Wifi 網(wǎng)路相近的電波頻段實現(xiàn)電力傳送。
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