Tu noliec telefonu uz virsmas – un tas sāk lādēties. Bez vadiem, bez spraudņiem, bez acīmredzama savienojuma. It kā enerģija tiktu “pārraidīta pa gaisu”.
Taču lielākā daļa cilvēku reti aizdomājas par to, kas patiesībā notiek starp uzlādes paliktni un ierīci. Aiz šī šķietami vienkāršā procesa slēpjas precīzi kontrolēta elektromagnētiska sistēma.
Viss sākās 19. gadsimtā
Bezvadu uzlādes pamats ir elektromagnētiskā indukcija – parādību ko 1830. gados atklāja fiziķis Maikls Faradejs. Viņš pamanīja ka magnētu kustība virs vara vada cilpas izraisa elektrisku strāvu. Šis atklājums kļuva par fundamentu visai mūsdienu elektroenerģijas pārvadei.
Vienkāršs piemērs: ja pastāvīgu magnētu kustina uz priekšu un atpakaļ pie vara vada cilpas, kurai pievienota spuldzīte, tā sāk mirgot. Tas pats fizikas princips šodien darbojas arī bezvadu uzlādes sistēmās – tikai daudz precīzākā un kontrolētā formā.
Kā process notiek praksē?
Uzlādes paliktnis satur raidošo spoli – vara vada tinumu caur kuru plūst mainīga elektriskā strāva. Šī strāva rada mainīgu magnētisko lauku ap spoli.
Kad noliec tālruni uz paliktņa, ierīces iekšienē esošā uztverošā spole nonāk šajā magnētiskajā laukā. Mainīgais lauks izraisa elektrisko strāvu uztverošajā spolē – tas ir indukcijas princips darbībā.
Taču baterija prasa līdzstrāvu, bet indukcijai rodas mainīgā strāva. Tāpēc tālrunis satur pārveidotāju kas automātiski konvertē strāvas veidu un nodod to baterijas uzlādēšanai.
Kāpēc magnētiskais lauks neizplatās visapkārt?
Viens no biežākajiem jautājumiem ir par drošību – vai šāds magnētiskais lauks ir kaitīgs?
Atbilde slēpjas sistēmas konstrukcijā. Lai maksimizētu efektivitāti, tiek izmantoti feromagnētiski materiāli (ferīti), kas virza magnētisko plūsmu noteiktā trajektorijā starp abām spolēm.
Tas nozīmē, ka magnētiskais lauks tiek koncentrēts tieši tur, kur tas nepieciešams, un ārpus sistēmas tas strauji samazinās. Rezultātā ietekme uz apkārtējo vidi ir minimāla, kas padara tehnoloģiju drošu ikdienas lietošanai.
Qi standarts – universāla savietojamība
Lai dažādu ražotāju ierīces un paliktņi savstarpēji saderētu, tika izstrādāts Qi (čī) standarts. To pārvalda Wireless Power Consortium, kurā apvienojušies vadošie tehnoloģiju uzņēmumi. Qi nosaka ne tikai tehniskos parametrus, bet arī drošības prasības.
Svarīgi zināt – ne visi paliktņi ir vienādi. Uzticami ir tikai Qi sertificēti produkti ar oficiālo Qi logotipu. Lētāki paliktņi ar uzrakstu “Works with Qi” vai “Qi compatible” neatbilst pilnajam sertifikācijas standartam un ilgtermiņā var kaitēt baterijas veselībai.
Jaunākā standarta versija Qi2 izmanto magnētus ierīces precīzai centrēšanai uz paliktņa – samazinot enerģijas zudumus un paātrinot uzlādi.
Priekšrocības un trūkumi
Bezvadu uzlāde ir ērta – nav kabeļu, nav nolietotu savienotāju, var uzlādēties kafejnīcā vai automašīnā. Taču tā joprojām ir lēnāka nekā kabeļuzlāde un rada nedaudz vairāk siltuma kas ilgtermiņā ietekmē baterijas kapacitāti.
Nākotnes perspektīvas
Pašreizējās sistēmas darbojas tikai ļoti nelielā attālumā, taču pētniecība virzās uz rezonanses un telpiskās enerģijas pārneses risinājumiem, kas potenciāli ļautu uzlādēt ierīces vairāku metru attālumā.
Līdzīgas tehnoloģijas tiek testētas arī elektromobilitātē, kur induktīvā uzlāde varētu tikt integrēta ceļu infrastruktūrā vai stāvvietās, ļaujot transportlīdzekļiem uzlādēties bez fiziska pieslēguma.
