Jak działa ładowarka indukcyjna i jak nią ładować?

Ładowanie indukcyjne staje się coraz popularniejsze. Wystarczy odłożyć urządzenie - na przykład telefon lub zegarek - w odpowiednim miejscu, by samo zaczęło się ładować. Bez szukania przewodów, bez wyrwanych gniazd!

Jak to działa?

Zasada działania tego urządzenia jest znana od lat, bowiem zajmował się nią już Nikola Tesla. Ten naukowiec pochodzenia serbskiego zgłębiał tajemnicę bezprzewodowego przesyłu energii elektrycznej. Jego dokonania, wraz z kilkoma znanymi prawami fizyki, pozwoliły na osiągnięcie zamierzonego celu, choć na niewielkim dystansie.

Układ nadający energię do odbiornika zasila prądem zmiennym cewkę o odpowiednim kształcie, liczbie zwojów i rozmiarach. Wokół niej wytwarza się zmienne pole magnetyczne. Odbiornik, wyposażony w podobną cewkę, przekształca energię pola magnetycznego z powrotem na prąd elektryczny, po czym prostuje go, filtruje i stabilizuje. Między nimi zachodzi więc przesył energii, chociaż połączenia fizycznego nie ma.

Ktoś wnikliwy może zauważyć, że tak samo działa zwykły transformator - i ma całkowitą rację! Tyle, że w transformatorze oba uzwojenia, czyli nadawcze (pierwotne) i odbiorcze (wtórne) znajdują się bardzo blisko siebie, a przez nie zostal dodatkowo przewleczony ferromagnetyczny rdzeń, aby poprawić przenikanie pola magnetycznego między nimi. Tymczasem tutaj rdzeń jest powietrzny (czyli go nie ma), zaś cewki znajdują się w pewnym dystansie od siebie.

Nic nie jest za darmo

Takie rozwiązanie generuje trochę strat. Przede wszystkim, energia odbieranej fali maleje wraz z odległością (dokładniej - proporcjonalnie do kwadratu odległości), więc każdy zbędny milimetr dystansu między cewkami powoduje utratę jej części. To dlatego zasilanie np. samochodu osobowego z nadajnika znajdującego się w domu oddalonym o wiele metrów, a nawet kilometrów, jest pomysłem z gatunku science-fiction.

Dodatkowo, emitowane przez nadajnik pole magnetyczne indukuje prąd nie tylko w cewce odbiornika, lecz również we wszystkich elementach metalowych, jakie znajdą się w jego zasięgu. Poza tym, same układy elektroniczne obsługujące nadawanie i odbiór potrzebują nieco mocy.

Standaryzacja

Oczywiście, nie każda cewka będzie się nadawała do tego celu, również pozostałe parametry (na przykład częstotliwość pracy) muszą się zgadzać zarówno dla odbiornika, jak i nadajnika. Istnieje kilka standardów bezprzewodowej transmisji energii, ale jeden z nich wiedzie prym. Nosi skrótową nazwę Qi, opracowany przez Wireless Power Consortium (WPC).

Jak używać ładowarki indukcyjnej?

Urządzenie, które chcemy ładować w ten sposób, musi mieć taką możliwość. Producent musi zatem zadbać o umieszczenie wewnątrz odpowiedniej cewki wraz z modułem elektronicznym, który przetwarzał odebraną energię. Coraz więcej smartfonów, smartwatchy i innych urządzeń przenośnych ma tę funkcję.

Na opakowaniu lub wśród ustawień można wtedy znaleźć tego typu piktogram. Zazwyczaj jest to połączenie błyskawicy i kręgów symbolizujących fale radiowe.

Będzie też potrzebna specjalna ładowarka. Te urządzenia stają się coraz tańsze, więc warto rozważyć jej ustawienie tam, gdzie najczęściej zostawiamy telefon na dłuższy czas - w domu lub w miejscu pracy.

Potrzebny będzie do niej zasilacz sieciowy, którym zazwyczaj może być zwykła ładowarka z wyjściem USB. Za pomocą odpowiedniego przewodu łączymy ze sobą te dwa urządzenia, po czym włączamy zasilacz do gniazdka. Gotowe!

Do zasilania można też użyć zasilacza o innym napięciu wyjściowym - szczegółów należy szukać w specyfikacji ładowarki bezprzewodowej.

Aby rozpocząć ładowanie, wystarczy położyć urządzenie na ładowarce - i nic więcej. Cały proces rozpocznie się sam, zazwyczaj w ciągu kilku sekund od umieszczenia sprzętu na powierzchni ładowarki indukcyjnej. Również sam się zakończy po zdjęciu z niej urządzenia lub po całkowitym naładowaniu akumulatora.

Kilka zaleceń

Aby ładowanie przebiegało możliwie sprawnie, przy obudowie urządzenia nie powinno być elementów metalowych. Na przykład, etui na telefon powinno umożliwiać ładowanie bezprzewodowe - w całości musi być wykonane z materiału obojętnego dla pola magnetycznego. Trzymanie w nim kluczy, monet czy innych metalowych drobiazgów może spowolnić ładowanie lub w ogóle je uniemożliwi.

Urządzenie powinno znajdować się na środku podstawki lub obszaru, który jest przeznaczony do ładowania. W przeciwnym razie, przesył energii między cewkami będzie utrudniony, ponieważ odległość między nimi stanie się wysoka. Dlatego niedbałe odłożenie telefonu na ładowarkę może spowodować, że ładowanie w ogóle się nie rozpocznie.

Odnośnie odległości, to również wszelkiego rodzaju etui czy osłony mogą zaburzać proces ładowania, nawet jeżeli nie oddziałują z polem magnetycznym. Zbyt gruba obudowa telefonu może tworzyć dystans na tyle duży, by utrudnić ładowanie.

Podsumowanie

Ładowarka indukcyjna to urządzenie, które może ochronić zabieganych użytkowników nowoczesnego sprzętu elektronicznego przed nieoczekiwanym rozładowaniem ich urządzeń. Wystarczy odkładać je na powierzchnię ładowarki, by pobierało z niej energię, bez ciągłego podpinania i odłączania przewodu.