V posledních letech roste obliba indukčního nabíjení, běžně označovaného jako bezdrátové nabíjení, pro napájení elektronických přístrojů. Tato technologie změnila způsob, jakým nabíjíme své chytré telefony, chytré hodinky, a dokonce i elektromobily. V tomto článku rozebereme fungování indukčního nabíjení, fyziku, která je jeho základem, zda se jedná o střídavý nebo stejnosměrný proud, jak ovlivňuje životnost baterie a jeho účinnost.
Základem fungování indukčního nabíjení je teorie elektromagnetické indukce. Nabíjecí stanice nebo základnová stanice a kompatibilní zařízení nebo přijímač jsou jeho dvě nezbytné části. Cívka drátu uvnitř nabíjecí podložky vytváří magnetické pole, když jí protéká elektrický proud. Přístroj nebo přijímač má na druhé straně cívku, která dokáže magnetické pole detekovat.
Magnetické pole vytvořené nabíjecí podložkou generuje proud v cívce zařízení, když je na ni gadget položen. Baterie zařízení se pak nabíjí, jakmile se tento proud přemění zpět na energii. V podstatě jde o bezdrátový přenos energie z podložky do předmětu.
Indukční nabíjení se z fyzikálního hlediska řídí pravidly Faradayova zákona elektromagnetické indukce. Podle tohoto zákona změna magnetického pole způsobí, že ve vodiči vznikne elektromotorická síla (EMF) neboli napětí. V případě indukčního nabíjení způsobuje kolísající magnetické pole nabíjecí podložky indukci EMP v cívce zařízení, což umožňuje přenos elektrické energie.
Indukční nabíjení střídavým nebo stejnosměrným proudem? Pro indukční nabíjení se často používá střídavý proud (AC). Přijímací cívka zařízení zachycuje magnetické pole vytvořené nabíjecí podložkou při přeměně střídavého proudu z elektrické zásuvky na magnetické pole, které se pak transformuje zpět na stejnosměrný proud a nabíjí baterii. Je však důležité mít na paměti, že některá zařízení mohou potřebovat konverzi stejnosměrného proudu přímo v přijímací cívce.
Často se objevuje otázka, zda indukční nabíjení nezkracuje životnost baterie nabíjeného přístroje. Podle všeobecné shody nemá správně provedené indukční nabíjení znatelný vliv na životnost baterie. V současných indukčních nabíjecích systémech jsou zabudovány pokročilé řídicí obvody, které regulují proces nabíjení, zabraňují přebíjení a snižují produkci tepla. Pro zaručení optimálního výkonu a dlouhé životnosti akumulátoru je nezbytné používat spolehlivé nabíjecí podložky a dodržovat pokyny výrobce.
Bezdrátové nabíjení je z hlediska účinnosti méně účinné než běžné kabelové nabíjecí techniky. Kvůli odporu a hromadění tepla dochází při přenosu energie prostřednictvím elektromagnetického pole ke ztrátám energie. V důsledku toho dochází ke ztrátě části energie během přenosu dat. Indukční nabíjení je však postupem času účinnější, přičemž současné technologie dosahují účinnosti 80 % a více. Na zvýšení účinnosti bezdrátových nabíjecích zařízení se dále pracuje.
Závěrem lze říci, že základem fungování indukčního nabíjení je elektromagnetická indukce. Jedná se o bezdrátový přenos energie pomocí magnetického pole z nabíjecí podložky do kompatibilního zařízení. Většina energie, kterou tato technologie využívá, je střídavá, přičemž některá zařízení mohou potřebovat i převod střídavé energie na stejnosměrnou. Při správném použití má indukční nabíjení malý nebo žádný vliv na životnost baterie. Při přenosu dochází k určitým ztrátám energie, proto není tak účinné jako nabíjení kabelem. S rozvojem technologie bezdrátového nabíjení můžeme očekávat další pokrok v pohodlí a účinnosti.
Při nabíjení indukcí se k přidávání nebo odebírání elektronů používá elektromagnetická indukce. Elektrony v neutrálním objektu jsou přitahovány k nabitému objektu, kdykoli se do jeho blízkosti přiblíží nabitý objekt. V důsledku této přitažlivosti se elektrony neutrálního objektu přerozdělí.
Má-li nabitý předmět záporný náboj, elektrony neutrálního předmětu jsou od něj záporným nábojem odtaženy a zanechávají za sebou kladně nabitou zónu. Tomuto jevu říkáme polarizace.
Naopak, pokud má nabitý objekt kladný náboj, elektrony neutrálního objektu budou přitahovány ke kladnému náboji a budou migrovat jeho směrem, čímž se neutrální objekt v blízkosti nabitého objektu nabije záporně.
V obou případech způsobí oddělení nábojů uvnitř neutrálního předmětu, které je způsobeno přerozdělením elektronů, momentální nerovnováhu nábojů. Místo přímého přenosu elektronů mezi nabitými a neutrálními materiály tento mechanismus pouze přeskupuje již existující elektrony.
Je důležité si uvědomit, že když se předmět nabíjí indukcí, jeho čistý náboj se nemění. V důsledku působení sousedního nabitého objektu dochází ke krátkodobému přechodnému přenosu elektronů.
Kladně nabít objekt pomocí indukce můžete následujícími kroky: Začněte s elektricky nabitým předmětem, například kladně nabitým balónkem nebo tyčí. 2. Přibližte k nabitému předmětu neutrální (nenabitý) předmět. 3. Elektrony neutrálního předmětu budou v důsledku existence nabitého předmětu odtahovány od nabitého předmětu. Strana neutrálního předmětu, která je nejblíže k nabitému předmětu, se v důsledku tohoto pohybu elektronů nabije záporně, zatímco strana, která je nejdále od nabitého předmětu, se nabije kladně.
4. 5. Záporně nabitou stranu neutrálního objektu můžete uzemnit, aby elektrony proudily do země, zatímco nabitý objekt je stále blízko neutrálního objektu. 6. Po uzemnění záporně nabité strany můžete přerušit spojení se zemí a ponechat neutrální předmět s kladným nábojem.
Tímto postupem můžete pomocí indukce nabít předmět kladně.