Сегодня в современном мире у каждого есть смартфон какой-нибудь достаточно новой модели, а может и не очень, но в любом случае каждый в курсе, что такое беспроводная зарядка, и возможно даже пробовал заряжать свой гаджет. По сути, зарядка не совсем беспроводная, ведь без подключения к сети не обойтись, да и технология вовсе не новая. Первый вклад в ее создании внес французский исследователь Андре-Мари Ампер.
В 1820 году он обнаружил, что электрический ток генерирует магнитное поле. В 1831 году к нему присоединился английский физик Майкл Фарадей открывший закон электромагнитной индукции. И работает это следующим образом. Если по обычному проводу пустить ток, то вокруг него начнет образовываться магнитное поле. И наоборот, если пустить магнитное поле вдоль провода, то в нем начинает образовываться электрический ток.
Теперь представьте, что перед вами лежат два провода, когда первый подключается к источнику питания он начинает генерировать магнитное поле, оно в свою очередь воздействует на второй провод, в результате чего в нем также образуется электрический ток. Теперь осталось совсем немного создать достаточно большое магнитное поле во втором проводе, чтобы его хватило для заряда батареи.
Этого эффекта можно достичь если оба провода свернуть в катушку. Свернутый по спирали провод производит более интенсивное магнитное поле, оно в свою очередь увеличивает мощность электрического тока. Такие катушки производители кладут под поверхность зарядки и под корпус телефона. Чаще всего в зарядку помещают несколько катушек, чтобы можно было беспрепятственно положить свой телефон в любую часть поверхности и не бояться, что зарядка не пойдет.
Единственным минусом при преобразовании магнитного поля в электричество заключается в том, что теряется около 20-30 процентов мощности. Кстати, электромагнитное поле через металлическую преграду не проходит. Именно поэтому все модели оборудованные возможностью беспроводной зарядки имеют пластиковые или стеклянные крышки.
Сегодня большинство беспроводных устройств и смартфонов поддерживают стандарт питания «Чи» (в честь термина восточной философии) разработанного в 2009 году. Само слово пришло из китайского языка и переводится оно как «энергия вселенной» или «жизненная сила». Стандарт «Чи» — это не просто технология при которой через зарядку проходит электрический ток и образуется магнитное поле — это еще и супер умная система, которая постоянно обменивается данными со смартфоном.
В режиме ожидания беспроводная зарядка просто «спит», но как только в поле ее действия попадает любой металлический предмет, включая катушку внутри смартфона, эта зарядка устраивает смартфону допрос с пристрастием. Если смартфон подтвердит, что полностью совместим со стандартом «Чи» зарядка начнет проверять правильно ли телефон находится на панели зарядки и если все ок, смартфон начнёт заряжаться.
Стандарт питания «Чи» может работать на расстоянии до четырех сантиметров. Во время подобных «разговоров» беспроводная зарядка передает и принимает до двух килобайт информации в секунду. Маловато, но вполне достаточно, чтобы выяснить все необходимые параметры. Уже сегодня с помощью беспроводной зарядки можно заряжать умные часы, наушники и другие мобильные девайсы. Про «Building the Internet of Things» слышали? Так вот все это активно развивается и беспроводные зарядные устройства понадобится на каждом шагу.
Этой проблемой озаботилась группа исследователей из Токийского университета при участии ученых из Мичиганского университета и лаборатории Disney Research. В результате этого сотрудничество получилась комната-зарядка. Проект комнаты разработан при помощи технологии — квазистатического полосного резонанса.
Помещение представляет собой квадрат почти 5 х 5 метров. В его пол, стены и потолок вмонтированы алюминиевые панели, а в центре комнаты установлен медный столб, семьдесят два миллиметра диаметром. В середину столба вмонтирован особый конденсатор, когда на столб поступает переменное напряжение с частотой 1.32 MHz. вокруг образуются электромагнитные волны, которые распространяются по всему периметру комнаты и теперь все, что нужно — это напичкать комнату приемными катушками.
Во время эксперимента, которые провели исследователи, мощность электричества внутри комнаты достигала 15 Вт. Этого хватило, чтобы одновременно подзарядить 10 устройств. Компьютерное моделирование показало, что в комнату возможно непрерывно подавать ток мощностью 1.3 кВт, а этого хватит, чтобы зарядить 320 усредненных смартфонов.
Возможно в будущем все дома и офисы будут оснащены подобным оборудованием и проблема разряженного телефона будет навсегда решена. И тогда нам, вам и вообще всем, больше не придется бегать в поисках зарядки, если случайно забыли ее дома.
Если есть вопросы задавайте их в комментариях. Понравилась статья? Расскажите о ней друзьям в социальных сетях.