Hvad er trådløs opladning, og hvordan fungerer det?

Trådløs opladning, såsom den Qi-opladningsteknologi, som mange Android-telefoner bruger, er ikke ny teknologi. Min Panasonic elektriske barbermaskine brugte den for mange år siden, og de fleste af os har set tandbørster, der oplades trådløst i en vugge. Og selvfølgelig kan vi ikke glemme Palm og den måde, det bragte trådløs opladning til masserne med Touchstone. Nu har størrelses-, omkostnings- og effektivitetsbegrænsninger alle lettet lidt, og det giver mere mening at sætte trådløs opladning i noget som din Android-telefon eller ur.

Vi får mere end et par spørgsmål om trådløs opladning og hvordan det fungerer, så lad os tage et par minutter og snakke om det grundlæggende; hvad det er, hvordan det fungerer, og hvorfor du ønsker det i dit næste Android-køb.

Mere: De bedste trådløse opladningspuder til Galaxy S8

Hvad er trådløs opladning?

Trådløs opladning er ikke magi - du har stadig brug for en ledning. Forskellen er, at ledningen er forbundet til en opladningsbase i stedet for din telefon, så du bare kan slippe din Android på opladeren, og tingene kommer til at fungere uden at tilslutte noget til din telefon. Opladningsbasen kan være næsten enhver form eller størrelse, og kan endda være i noget som din bilstråle eller bunden af ​​en lampe fra IKEA. Så længe du er i stand til at få det rigtige sted bag på din Android på det rigtige sted på basen af ​​opladeren, fungerer det.

Et godt eksempel ville være at have en trådløs opladningsbase på dit skrivebord på arbejdet. Når du ikke bruger din telefon, indstiller du den på opladeren. Når du skal bruge din telefon, skal du hente den, og den har et gebyr. Trådløs opladning er ikke så hurtig som hurtigopladning, men det er let og noget, du sandsynligvis bruger til at holde din telefon toppet hele dagen (i vores eksempel). Det er her, trådløs opladning skinner - brugervenlighed.

Hvordan fungerer trådløs opladning?

Trådløs opladning bruger to resonante induktive koblinger til at transmittere laveffekt-signaler mellem to enheder. Disse er specielt designet til at transmittere elektricitet uden at røre hinanden som en normal kabelforbindelse. Basestationen, der er tilsluttet væggen via sin egen strømforsyning, har en transmissionsspole, og din telefon har en modtagerspole. Basestationen sender jævnligt et signal ud, og når en modtagerspole kommer tæt nok, sker der en resonansændring (basestationen ændrer amplituden af ​​dens svingning - den vibrerer hurtigere) i signalet. Signalets bølgeform moduleres derefter (ændres for at lade spolen i telefonen vide, at der sendes strøm), og induktiv opladning begynder.

Trådløs opladning bruger den samme elektriske teori som en generator: mekanisk energi skaber elektrisk energi.

Induktiv ladning bruger disse to specielt designet elektromagnetiske spoler til at skabe et magnetfelt mellem to enheder. Der er en indviklet proces involveret, der tillader et magnetfelt at producere elektricitet gennem forskellen mellem potentiale og svingning. Oscillation er en tidsbestemt gentagen variation, og i tilfælde af en elektromagnetisk spole kan du tænke på det som vibration.

Spolen i din Android-enhed er også tilsluttet batteriets opladningskredsløb, og dit batteri oplades ved hjælp af energien induceret af magnetfeltet.

Elektromagnetisk induktion er virkelig cool, og det grundlæggende er, at hvis du bevæger et elektrisk ledende materiale, som en spole eller vikling, i nærværelse af et magnetfelt, får du elektroner til at flyde. Ting som en gasdrevet generator "skaber" også elektricitet ved hjælp af mekanisk energi til at skabe EMF (elektromotorisk kraft). Elektromagnetisk induktion bruges også i transformere og strømmålingsapparater.

Trådløs opladning er ikke særlig effektiv, men det bliver bedre med hver iteration af standarden.

Overskydende varme skabes også, og det er en del af, hvorfor trådløs opladning ikke er den mest effektive måde at overføre strøm fra væggen til dit batteri. Dette er også grunden til, at det tager længere tid at oplade din telefon på en Qi-pude, end det gør for at tilslutte den til væggen. Mens nye metoder og materialer bruger højere frekvenser og tyndere spoler end tidligere iterationer, er trådløs opladning stadig mindre effektiv og dyrere end standardopladning over en ledning. Det vil forblive på denne måde i en overskuelig fremtid.

For at forenkle:

• Din Android og opladeren har hver især specielle elektriske spoler i dem.
• Når de to spoler kommer tæt nok bruger de magnetisme til at skabe små svingninger (vibrationer) i spolen, og der oprettes en EMF af spolen inde i din telefon.
• Denne EMF sender en lille mængde strøm gennem opladningskredsløbet i din telefon og oplader batteriet.
• Det koster mere og tager længere tid at oplade, end det ville gøre, hvis du har tilsluttet din telefon, og skaber mere varme, fordi dette er mindre effektivt end at tilslutte ledninger på den traditionelle måde.
• Faradays induktionslov er fantastisk, og Maxwell – Faraday-ligningen er som matematisk chokolade: sød og dekadent. Trådløs opladning er også temmelig fantastisk, når du også bruger den.

Et ord om Powermat

Qi er ikke den eneste trådløse opladningsstandard. Andre standarder som Powermat bruges til at bygge trådløse opladningsløsninger. Disse bruger en anden standard end Qi, men videnskaben bag dem alle er den samme. Powermat har samarbejdet med virksomheder som AT&T og Starbucks for at levere basestationer på offentlige steder, og ved hjælp af et specielt tilfælde eller en opladningsblok, der er knyttet til din telefon, kan du oplade trådløst. De er også samarbejdet med General Motors og arbejder på at bringe indbyggede trådløse opladningsbaser i køretøjer.

Powermat gør nogle virkelig gode ting (fantastisk, hvis du alligevel er en elektrisk ingeniør), og nogle vil hævde, at det er den bedre standard. Under alle omstændigheder er Qi mere udbredt.

Selv om den samme grundlæggende elektriske teori gælder både Powermat og Qi, betyder de forskellige standarder, at de ikke er kompatible. Din Qi-aktiverede telefon opkræves ikke på en Powermat-base, fordi de sendte og modtagne signaler er forskellige. Hvis du har Powermat-udstyr, skal du være sikker på, at du køber mere Powermat-udstyr for at få alt til at fungere.

Der er undtagelser, ligesom Samsung Galaxy-telefoner, der inkluderer både Qi- og Powermat-standarder.

Hvorfor ønsker jeg trådløs opladning i min næste telefon?

Nu hvor vi har en bredt accepteret standard - vi taler om Qi-standarden her - må vi huske, at enhver Qi-oplader fungerer med alle enheder, der er Qi-certificeret. Det betyder, at den oplader, du køber, uanset om det er en $ 6 kinesisk unbranded enhed fra Amazon eller et navnemærke som Samsung eller Zens, vil fungere med den enhed, du har nu, og alle enheder, du køber i fremtiden.

Du bruger ikke trådløs opladning, fordi det er "bedre". Du bruger det, fordi det er mere praktisk. Meget mere.

Par dette sammen med bekvemmelighedsfaktoren - og indtil du har købt et par Qi-opladere og anbragt dem på de steder, hvor du sandsynligvis vil indstille din telefon, forstår du ikke rigtig, hvor praktisk det er. Du har måske en Qi-oplader ved dit skrivebord, på bordet i stuen, en i din bil og en på dit natbord. Din Galaxy S8 vil næsten aldrig have mindre end 50% opladning. Ikke fordi batteriets levetid på Galaxy S8 er stor, eller fordi Qi-opladere fungerer "bedre", men fordi når det ikke er i hånden, oplades det.

Der er selvfølgelig de oprindelige omkostninger ved at købe opladningsgrundlagene, men de er ret billige - omtrent de samme omkostninger som en god vægt og et USB-kabel. Efterhånden som flere og flere håndholdte enheder og smartphones bevæger sig mod Qi-standarden, vil flere og flere enheder kunne drage fordel af opladere.

Trådløs opladning får ikke din telefon til at fungere anderledes, men den kan ændre den måde, du bruger den.

Opdatering september 2017: Afklaret nogle af de elektriske teorier og sørget for, at de nyeste versioner af Qi-standarden var repræsenteret.