無線充電的原理

無線充電的原理

作者:GsuhyFihx

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不需要導線就可以給手機充電，隔空傳送電量，這種“無線充電”技術不是科幻電影裏的情節，它就存在於我們身邊。

三星S8、三星S6、Lumia 920、Lumia 930、Nexus 6、Nexus 7、索尼 Xpera Z2、HTC One M8 Prime 等衆多中高端手機都支持無線充電了。

Apple Watch 也採用了無線充電，即將發佈的 iPhone 8 採用無線充電幾乎也是板上釘釘的事情。

飛利浦、歐樂B、松下等衆多品牌的電動牙刷也採用了無線充電，而且更具觀感，將牙刷放在杯子裏就能充電。電動牙刷是無線充電的第一批受益者，比手機還早。

這麼炫酷的黑科技，究竟是怎麼做到的呢？
無線充電的原理

無線充電的原理其實很簡單，就是電磁感應：變化的磁場可以產生電場，變化的電場又可以產生磁場。法拉第早就教過我們這個“電磁互生”的道理，高中課本里也講了。

充電座和手機裏各有一個線圈，充電座裏的叫做“主線圈”，手機裏的叫做“副線圈”。

給主線圈加上變化的電場（也就是加上交流電），就會產生變化的磁場，位於磁場中的副線圈就會產生感應電動勢（也就是電壓），於是就有了感應電流，這樣連接副線圈的電池就可以充電了。

無線充電的原理和變壓器的原理非常類似，都是一種“古老”的技術，並無新意。

不同的是，變壓器的兩個線圈之間有一個鐵圈貫通，這樣主線圈產生的磁場絕大部分都能夠沿着鐵圈進入副線圈，不容易“漏磁”。

鐵圈能夠引導磁場的走向（導磁），讓主線圈和副線圈更好地“耦合”。

但是手機就不行了，主線圈位於充電座中，副線圈位於手機中，它們之間沒有“導磁”物體貫穿，要想高效充電，只能近距離地貼合在一起，否則就會由於磁場泄漏導致充電效能極低。

帶有無線充電功能的手機，充電時必須將手機放到充電座上，不能拿開，就是這個道理。

充電時不能玩手機，這是多麼尷尬的一件事情，還不如有線充電方便呢。

現在的無線充電技術就是一根雞肋，中看不中用，更多的是營銷噱頭。

無線充電的另外一個弊端是能量轉化率不高，只有70%左右，剩下的30%以熱量的方式散發了，因此經過無線充電後，手機和充電座都會發燙。

無線充電的線圈也很小，這導致了充電功率不足，不能快速充電，像 OPPO 這種“充電五分鐘，通話兩小時”是不可能做到的。

還有，無線充電可能會影響手機的顏值。無線充電的手機不能是金屬外殼，因爲金屬會屏蔽磁場。不知道 iPhone8 會不會變成像三星一樣的“大塑料”。

無線充電技術看起來很美好，但是很多缺點阻礙了它的發展，它並沒有得到市場普遍的認可。
未來的無線充電技術

以上我們講到的這種無線充電方式稱爲“電磁感應式”，它是非常成熟的一種解決方案，已經大量應用在消費級的電子產品上。未來還有磁共振、無線電波、電場耦合、WiFi 等更多充電方式，它們可以實現幾米距離以外的充電，這纔是真正意義上的無線充電。

這些方案要考慮的一個問題是人身安全，將人體長期暴露在強電磁環境下會不會影響健康，誘發疾病，這些都有待科學論證，所以這些方案還遠未成熟，還停留在實驗室階段，目測未來十年以內不會有大的突破，也就不再討論它們了。