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无线充电器是怎么能做到不用电线的?

科普小知识2022-01-28 07:28:23
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磁铁和电线

让我们先做一个小演示。我(原作者)这里有一圈与检流计相连的电线。一个强磁铁被放置在红色的电线圈中。

无线充电器是怎么能做到不用电线的?

如果只把磁铁放在线圈里,电流计就没有反应。但是如果我让磁铁穿过线圈,电流计指针会偏转,这意味着会产生电流。

无线充电器是怎么能做到不用电线的?

产生电流的原因是因为我改变了磁通量(这不是真的)。改变磁通量也可以通过其他方式实现。我喜欢用雨通量作为例子。

无线充电器是怎么能做到不用电线的?

有三种方法可以改变雨水流量。首先,你可以改变降雨量。如果雨下得更快,更多的水会落在这张纸上(注意:真正的雨滴不是这种形状)。第二,你可以改变纸和雨滴之间的角度。第三,你可以改变纸张的大小。这是雨流。

我们可以对磁场做同样的事情。我们称之为磁通量。磁通量取决于磁场的强度、磁场与面积之间的角度以及面积的大小。

无线充电器是怎么能做到不用电线的?

当你改变磁通量时,就相当于在线圈内部产生了一个电场。然后电场会产生电流,给你的手机充电。记住,磁通量的“变化”是最重要的。事实上,只要有一个旋转的磁铁和一个电线圈,你就可以想用多少电就用多少。这就像汽油驱动发电机或核电站(核反应将水转化为蒸汽,然后驱动涡轮机)。

磁铁没有磁通量

无线充电器中没有磁铁。如果你把通电的电线放在磁罗盘上,你可以看到这些电流也能产生磁场。

无线充电器是怎么能做到不用电线的?

如果你用一块移动的磁铁用交流电代替电线,那么你就准备好了。电线中不断变化的电流产生了不断变化的磁场。变化的磁场会使另一个线圈产生电流。产生的周期越多,效果越强。下图是无线充电的简单版本:

无线充电器是怎么能做到不用电线的?

底部是一个大线圈。线圈与家用插头相连。这相当于一根带插头的电线。当您将图片中的项目插入插座时,会有电流流过电线。家里所有的插座都输出交流电。这意味着电流以60 Hz的频率振荡,并且变化的电流产生变化的磁场。在大线圈的上面是一个小线圈(图片中的东西在手边)。小线圈连接到一个小灯泡上。当一个小灯泡接近变化的磁场时,它会产生电流。电流大到足以点亮灯泡。

当然,真正的无线充电器会更小,但使用的原理是一样的。

最后一个问题之前,我想知道我是否可以通过摇动智能手表来充电。我们能用无线充电器给智能手表充电吗?当然。然而,智能手表必须直接放在充电器上。太远不会有什么效果——至少上面图片中的无线充电器不能从远处给智能手表充电。