咱们平时在超市要么商场门口,总能见到那些推着走、专接手机的小车。乍一看,认定它们就是好办的“能量搬运工”,把电能传给手机让手机充起来。

实际上,这里面可藏着不少让人大跌眼镜的物理鬼把戏。别总想着那是个大电池,实际上这玩意儿是个像弹簧一样的线圈,跟手机上的线圈一碰,就能形成电磁场,直接把电流“传”那会儿,手机本体根本不见电。 这个原理实际上挺像家里的无线电视遥控器。遥控器没有电池,靠的是它内部线圈形成磁场,扫描电视里的感应器,电视里的线圈再感应出电流。无线充电小车在这个逻辑上只少了自己发射的那块“电池”。发射端的大线圈里绕着好几万匝线圈,一般/平平电池这辈子都供不上如此密集的电流,但把电流绕如此多次,磁场就能积累到一定程度,还能发出充足的能量把无线充电板“吸”住。天线做得相当厚实,可不是为了美观,是为了让线圈匝数多起来,把磁场强度提上去。线圈跟线圈之间隔着一层薄薄的金属板,叫做铁氧体磁芯。

要是没这玩意儿,能量就散了一大半,充不上电。 这就好比两个人面对面跳踢踏舞,哪位都不讲话,光靠节奏和身体接触就能跳起来。电能的传递就是如此个意思,它不是线性的传输,而是靠磁场这种“虚拟绳索”把人拽着走的。发射端打个响指,手机就跟着动;手机感应到了磁场,也打个响指,电源立马启动给电池充电。整个过程速度极快,一般能做到一秒钟充几度电。 为了让人更直观地理解这种神奇的传力,不妨看看家用的无线充电垫。

那上面布满了密密麻麻的线圈,别看数量不多,但每个线圈都在拼命地“喊”着,形成一个密集的磁场网。手机放在上面,双脚一跨进去,整个脚掌就嵌进了这个磁场里,相当于你整个人都跟手机里的线圈连线上了。

要是你左右晃动手机,磁场也跟着乱颤,手机自然也就跟着乱充了。

原理无线电视遥控器一模一样,只不过遥控器是为了给电视充电,而充电小车是为了给手机充电。 再说说电磁感应的具体表现。手机里的线圈里流淌着庞大的电流,相当于电流在跑马。

这个电流会在手机金属外壳上形成一圈圈反向的磁场。手机外壳是金属的,是个天然的法拉第笼,能把手机里的电子束圈住,不让它们乱跑。

这就是为啥充电时手机外壳不烫手,出于热量是在线圈里形成的,外壳只是被磁场“锁”住了。当手机充好电,外壳发热,电池电压升高,磁场增强,手机就会感应出电流给电池补上电。 还有些细节是教科书上极少提的。

比方说,充电速度跟线圈离手机有多近相关。

一般距离越近,感应磁场越强,充电也越快。

那为啥有些小车充电时,手机外壳会微微发红呢?这是出于线圈里电流挺大,形成的热量不小,别看被铁氧体磁芯导走了大局部,但还有相当一局部热量散在外部,害得线圈温度升高。

不过别揪心,目前的磁芯材料已经做得相当好了,能挡住绝大局部热量,就算充待会儿,也不会烫到手。 实际上,无线充电小车背后的故事远比“手机充电”如此好办。它代表了电子技术在微型化和便携化上的突破。目前的芯片技术已经发展到了极致,能让一个小小的芯片瞬间形成挺大的磁场。

这种技术不仅用在手机上了,还能用在折叠屏手机上,让屏幕能像折纸一样折叠,而不会干扰信号的传输。

随着材料科学和电磁学的发展,未来的无线充电可能会更精细,比如专门给超薄耳机充电,要么给智能手表充电,就连可能应用到工业设备上。 说到底,这小车就是个磁场的搬运工。它不需求线,不需求电池,就连不需求把能量塞进小盒子。它只是占据了两个线圈的位置,一个发射一个接收,用磁场连起来了。

这听起来是不是有点科幻?实际上不然,只要搞定电磁感应,这事儿就好办了。目前的技术已经如此成熟,路边随处由此可见。下次看到这些小车,你能够试着找找看,它们是靠着啥原理把电流“传”那会儿,让手机能坐稳当地上路。