ワイヤレス充電はどのように機能しますか? 知っておくべきことすべて

スマートフォンのバッテリーは長くは持たず、数か月使用すると充電ケーブルが切れてしまう可能性があるため、煩わしい場合があります。

ワイヤレス充電は便利な代替手段であり、設定するだけで後は忘れてしまいます。 しかし、正確にはどのように機能するのでしょうか?

ワイヤレス充電は最近の発明のように思えるかもしれませんが、その起源は 100 年以上前に遡り、有名なセルビア系アメリカ人の発明家、ニコラ テスラにまで遡ります。

このガイドでは、ワイヤレス充電の仕組みと、どの充電器が最適であるかについて詳しく説明します。

1800 年代後半、ニコラ テスラは空中送電に成功しました。 彼は、共鳴誘導結合と呼ばれるプロセスを使用しました。このプロセスは、送信機 (電気を送る) と受信機 (電気を受け取る) の間に磁場を生成することで機能し、ニューヨーク市の研究室で電球に電力を供給します。

数年後、彼はテスラ コイル (電気を発射するコイルを上部に備えたタワー) の特許を取得しました。 テスラはワイヤレス電力網についてはるかに壮大なビジョンを持っていましたが、これらの夢は実現することはありませんでした。

電磁誘導充電と同じ基本原理がスマートフォンのワイヤレス充電にも当てはまります。

電磁コイル、つまり充電ベースの誘導コイルは磁場を生成し、基本的にはエネルギー場を送信するアンテナです。 電話機内の 2 番目の小さなコイルがエネルギーを受け取って収集し、その回路がそれをバッテリーで使用可能なエネルギーに変換します。

近年、ワイヤレス充電テクノロジーは大きな進歩を遂げています。充電速度が向上し、多くの設計者が自社のテクノロジーを Qi (「チー」と発音) 標準に統一して、製品が複数の携帯電話ブランドやモデルに対応できるようにしました。

ワイヤレス充電テクノロジーを使用しているのは電話だけではありません。 ペースメーカーなどの医療用インプラントもワイヤレスで充電できます。

ワイヤレス充電には欠点もあります。 有線充電はより高速かつ効率的ですが、受信機が送信機から離れるほど、磁場から受け取るエネルギーが少なくなります。 携帯電話は非常に多くのエネルギーを必要とするため、充電距離はわずか数ミリメートルです。

シカゴのノースウェスタン大学コンピューター工学助教授ジョサイア・ヘスター氏は、コイルが大きくなればなるほど、より多くのエネルギーを送り出すことができるが、それはあまり効率的ではないと述べた。 フィールドは中心で最も強くなります。

「この分野は本当に急速に衰退します」と彼は言いました。 「2センチメートル、5センチメートルを超えても、まだ少しエネルギーがあります。10センチメートルでは、まるで何もないのと同じです。デスクトップサイズのコイルがあれば、おそらく机の上1フィート上に保持できるでしょう。しかし、あなたは」 」

このため、大量の電力を使用する携帯電話のワイヤレス充電は制限されますが、電力の使用量が少ない無線周波数識別 (RFID) タグなどの小型デバイスの場合は、それほど困難ではありません。 両者のエネルギーの差は、質量の観点から考えると、アフリカゾウとアリのようなものだとヘスター氏は言う。

「ワイヤレス充電と計算のエネルギー効率はどちらも向上しているため、私たちはこれら 2 つを同時に活用しています」と彼は言いました。 「20 年前には同じ量のエネルギーでできたことを、今でははるかに多くのことができるようになりました。そのため、それほど大きなバッテリーは必要ありません。」

言い換えれば、ワイヤレス充電器は現在は比較的性能が劣っていますが、年々改良されていくでしょう。

市場には、さまざまな価格と品質レベルのワイヤレス充電器が多数あります。

Business Insider の寄稿者である Simon Hill 氏は最近、約 40 個をテストした後、お気に入りのいくつかをランク付けしました。