無線充電技術的原理是什麼？
無線充電 技術 原理
無線充電技術（Wireless charging technology；Wireless charge technology ）。 無線充電技術引，源於無線電力輸送技術，利用磁共振在充電器與設備之間的空氣中傳輸電荷，線圈和電容器則在充電器與設備之間形成共振，實現電能高效傳輸的技術。
利用物理學的「共振」原理——兩個振動頻率相同的物體能高效傳輸能量。
1.輸電線中的電能傳入用銅製造的天線中。
2.天線以10兆赫的波長振動，產生電磁波。3.天線發出的能量傳播到2米(6.5英尺)外。
4.同樣以10兆赫的頻率震動的膝上型電腦接收到電流能量充入設備中。 5.沒有轉換成膝上型電腦的能量不會被天線重新吸收。不能產生10兆赫共振的人和其他物體不會對它產生干擾。 其他參考http://baike.baidu.com/view/4358992.htm就是初級和次級可以分開的變壓器。
傳統變壓器為了達到最大電能輸送效率，通常都纏繞在一個閉合的鑷、鐵質可高效導通磁路的結構上，實際上通過設計好磁路形狀，兩個可自由分開的線圈通過緊密靠近一樣可以得到高效的磁通路，從而達到較高的電能傳輸效率；生活中電磁爐就是一個較接近的無線能量傳輸裝置，只不過電磁爐無線傳輸的能量是變成了熱能，另外交流發電機的轉子和定子在內部結構上也沒有實際接觸，只是靠的很近。
補充一個無線充電的演示視頻 http://v.163.com/movie/2011/7/A/6/M7EEITVK8_M7EEJ1SA6.html
隨著 iPhone 8 發布日期的日益臨近，關於無線充電技術的討論也越來越甚囂塵上。
我們通常認為電和磁是相關聯的，所以在論及無線充電的原理問題上，大多還是基於電磁感應現象或者由此而衍生出來的。目前，實現無線電力傳輸主要有以下四種方式：
磁場感應
給初級線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應在次級線圈中產生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端。此原理與電力系統中常用的變壓器原理類似，在變壓器的原邊（初級線圈）通入交變電流，副邊（次級線圈）會由於電磁感應原理感應出電動勢，若副邊電路連通，即可出現感應電流，這樣就可以實現電能從發射線圈到接收線圈的無線傳輸。目前應用此種方式傳遞電能的方式已廣泛應用於小功率、短距離的無線充電市場，如電動牙刷、手機、相機等小型攜帶型電子設備，一般由充電底座對其進行無線充電。電能發射線圈安裝在充電底座內，接收線圈則安裝在電子設備中。
諧振
這種無線輸電方式與無線通信原理類似，其發送端諧振迴路的電磁波全方位開放式瀰漫於整個空間，在接收端迴路諧振在該特定的頻率上，從而實現能量的傳遞。這種輸電方式在接收端輸出功率比較小時可以得到較高的傳輸效率。但其存在電磁輻射，傳輸功率越大，距離越遠，效率越低，輻射就越嚴重。
磁耦合共振
這種方式可以看作是諧振式的加強版，它需要發射和接收兩個共振系統，可分別由感應線圈製成。通過調整發射頻率使發射端以某一頻率振動，其產生的不是瀰漫於各處的普通電磁波，而是一種非輻射磁場，即把電能轉換成磁場，在兩個線圈間形成一種能量通道。接收端的固有頻率與發射端頻率相同，因而發生了共振。隨著每一次共振，接收端感應器中會有更多的電壓產生。經過產生多次共振，感應器表面就會集聚足夠的能量，這樣接收端在此非輻射磁場中接收能量，從而完成了磁能到電能的轉換，實現了電能的無線傳輸。MIT的一個實驗室在2008年展示了一個實驗，在兩米範圍內隔空點亮了一個60W的燈泡，他們將此項技術命名為Witricity，且該項目仍舊處在實驗室階段。當然，這種非輻射電磁場的範圍比較有限，不適用於長距離，要求發射端與接收端在感應線圈半徑的8倍的距離之內。
無線電波
我們都知道電磁波可以用來傳遞信息，那麼理論上，只要頻率夠高，也可以傳輸能量。這種無線充電方式或許才是最接近人們想像中無線充電的樣子，在電源處安置一個電磁波發生器，再通過發射天線將能量傳輸至接收天線，再將電磁波信號重新轉成電能供設備使用。可這種電力傳輸方式也有著明顯的弱點，比如電磁波受干擾大、傳輸效能低、對人體有輻射等。
此前曾有小道消息披露，雖然蘋果已加盟無線充電聯盟（Wireless Power Consortium), 但對於蘋果是否在無線充電技術上執行QI標準官方一直回應曖昧。目前QI標準的無線充電功率主要維持在15W左右，有猜測認為iPhone 8 的無線充電將採用5V/1.5A的功率，而7.5W的充電功率想要充滿一部手機可能需要一整夜。因此，目前在技術層面，小範圍內進行遠距離輸電還不成熟。
我們期待著科學家和工程師們可以有所突破，在未來給我們帶來更多的驚喜。
以上。
外行，個人理解就是一個變壓器劈兩半，對起來就有電，然後手機里再整流成直流
無線充電很早就有了，十幾年前用過一個本土的三洋PHS(俗稱小靈通)具體型號不記得了，就是無線充電，放在座充上就可以了，缺點是充電的時候打電話要連充電器一起握著，後來拆開看兩邊對應位置有線圈還有鐵心現在手機應該也是差不多吧，不過技術進步不用鐵心了還有微波傳輸小時候看過的故事，不知道是不是真事。大意就是某國給了另一國駐本國使館一個雕像，之後大使就經常不舒服，最後查出雕像裡面有個竊聽器，從使館外微波照射來傳遞能源沒考證過，但是覺得是可行的無線充電的原理一樣，但在傳輸方式上有三種：電磁感應式，無線電波式，磁場共振式。三種原理各有所長，目前電磁感應式的商業化走得比較遠一點，無線電波式可以解決遠距離傳輸如電動車充電的問題，但功率和能耗是個問題。有興趣的可以看看他的資料：http://weibo.com/lte4
不請自來。
現在的無線充電比較常見的是磁共振充電方式。
利用的是磁共振技術原理，初中物流課本都有的知識簡單說就是：電生磁，磁生電！
通過線圈產生磁場再經接收線圈，將磁場轉化成電，這也是為什麼這種無線充電設備，常常會帶一個厚厚的底座和「手機殼」。
但是現在以色列有家叫Wi-Charge的公司開發了一種紅外光充電方式：利用發射器中的激光二極體發出紅外光，然後再通過接收器中的光伏電池，將光能轉化成電能（原理類似將太陽能轉化成電能）。
而且這個利用紅外光充電技術，已經獲得了美國食品和藥品管理局的認證，意味著它對身體健康沒有影響，可以安全使用，且這種充電方式，是傳統無線充電速度的兩倍。
雖然目前版本還比較低，充電功率大概是3w到4w，相當於同時能夠滿足3部手機充電。
除了手機之外，像小型的藍牙音箱、電子鬧鐘等，只要加上Wi-Charge模塊，就可以秒變無線充電，而充飽電後會自動停止充電。
關於這個技術的更多應用，有興趣的朋友可以看智黑的文章：開燈就能無線充電，Wi-Charge紅外充電系統「秒殺」一切充電寶
目前使用的只有兩種：磁感應和磁共振。 目前京東和淘寶上賣得手機後裝的無線充電發射器和接收器都是用的電磁感應的方式，優勢是市場相對相對成熟，經過市場初步檢驗；傳輸能量效率較 高；技術簡單；缺點： 傳輸距離短，使用位置相對固定;附近不能有金屬。第二種有在用但是市場化程度不高的是磁共振的方式，這種方式的優點：可以同時對多個設備進行充電；適合中遠距離充電如電動車；可對金屬機身手機充電； 可以和手機NFC功能結合；但是目前依然存在技術困難，比如要頻段保護以及要解決定向發射等問題。單隨著A4WP和PMA的整合，這個將可能成為未來的方向。其他任何方式幾乎可以說離商業化太遠，太遠。
補充一個Qi無線充電原理性視頻，基本上講的很清楚了【【機器演義】無線充電如何實現，是否即將迎來無線充電新時代】https://m.365yg.com/item/6468640599057629710/?iid=15182252338app=news_articlett_from=copy_linkutm_source=copy_linkutm_medium=toutiao_iosutm_campaign=client_share
現在主流的無線充電有以下三種：
第一種Qi標準的無線充電，也就是磁感應技術無線充電，該技術無線充電技術原理及我們在高中物理中學過的法拉第電池感應定律，通過導體切割磁場會產生電動勢，有兩個線圈組成，在初級線圈上接入交流電時產生磁場，次級線圈由於有交變磁場的存在而感應出交變的電流，最常見的應用就是我們生活中的變壓器。
第二種是磁共振無線充電，也就是用諧振器件是發射端和接收端達到相同的頻率，達到磁場共振，滿足能量交換，其威力在高中物理課本中的軍隊齊步過橋把橋震斷的案例中有所體會。
第三種可能也是大家真正想要看到的技術，射頻技術，不管是國內還是國外出現這樣的技術都非常的吸引人眼球，這大概就是夢寐以求的無線充電。這種技術是利用空間電場作為媒介，把能量發射板和接收器看成電容的兩個極板。在交流電場的作用下，電容的兩個極板會有交變電流流過，這樣就實現了電能的無線傳遞。
3種技術都有其自身的優缺點：
磁感應技術，優點為充電效率高（手機充電效率在80%以上），缺點是充電距離短，需要緊貼著發射板充電，並且在充電時需要對準才能充電，代表有三星、諾基亞、索尼等；
磁共振技術，相對於磁感應技術來說充電距離遠（手機充電轉換率目前能達到7cm），充電面積大，且可以隨放隨充，缺點則是充電效率略低，目前最高為70%左右，代表廠家有高通、Witricity、微鵝科技；
其中微鵝科技是國內的一家公司，產品已經過FCC以及CE等各項認證，高頻磁共振技術已經在2016年中旬實現量產，在iphone X發布之後也已經推出了兼容iphone X、三星、金立等Qi標準無線充電的隔空無線充電技術，將Qi標準的充電距離從5mm提升至35mm，增大了充電的靈活度，實現隱藏式充電，可以說是無線充電技術的一大突破。
射頻技術，前面有提到最大的優點就是充電距離遠，但是其缺點也非常明顯。其一為輻射，其二為轉換效率非常低下。
無線充電技術和電磁爐差不多，只不過電磁爐的轉換模式是：電——磁——電——熱；
而無線充電則是：電——磁——電 的模式。
網上有拿電磁爐給手機充電的視頻……………………額，那當然是假的，即便是最低功率運行的電磁爐，也可以瞬間燒毀手機的電路和晶元。
並且，無論是電磁爐還是無線充電設備，都是有檢測電路的。
電磁爐不放鍋是不會工作的，無線充電不放手機，也是不會幹活的。
如果你能把二者的檢測電路斷開，那麼，你會發現——
電磁爐確實可以給手機充電，不過要小心，不光功率要調小，手機也最好墊在幾本書上再放在電磁爐上充電，稍微近一點，就會導致手機燒毀。
無線充電也是可以燒水的，只是功率太小，只能燒一小杯水，還燒不開，只能溫熱。
目前市場上廣泛商用的無線充電是WPC聯盟的電磁感應原理，如今已經有367家公司加入了這個聯盟，相信2018年國內的手機廠商新機都會加入無線充電了。新的風口又來了。
關於無線充電的應用及未來前景，可以看看這個回復：
無線充電未來可以用到哪些領域？ - 舒建明的回答 - 知乎
https://www.zhihu.com/question/64303978/answer/289004736真正市場化的無線充電技術的基本原理就是空心變壓器，其他的各種方法我們正在努力研究中。
互感耦合，高中大學的姿勢了
無線充電傳輸方式：1.電磁感應式；2.磁場共振；3.無線電波式
witricity現在最新的產品是什麼
電磁轉換
最基本的原理就是電磁感應，電和磁之間的相互轉換。
電源用微波或其他形式的電磁振蕩來發射電能 ，在一定的空間範圍形成供電場 ，這個範圍內的任何用電設備都可以用天線或電磁共振線圈來接收電能 。 ----《三體·黑暗森林》
2017年9月蘋果發布會上提出
The future is wireless
然後推出了AirPower無線充電板
台下一片唏噓
蘋果終於用上了5年前的技術了 噢耶～
無線充電技術第一次走進大眾視野應該是在5年前
2012年9月諾基亞發布Lumia920
不得不說
放在2012年 這確實是一部充滿未來感的手機
無線充電技術五年後被蘋果當作創新
搭配的藍牙音箱對齊現在正火的智能音箱
城市萬花筒功能可能是以後AR技術日常最為實用的發展方向了
然而
後來的故事大家都知道了
心疼諾基亞一秒鐘
回歸正題
無線充電技術的基本原理就是電磁感應定律
從電磁感應定律的發現到現在的無線充電歷經了一段漫長的旅程
故事開始於十九世紀的德國
海因里希·魯道夫·赫茲站在卡爾斯魯厄大學的一間實驗室里
那時候
30歲的赫茲新婚燕兒
不會想到自己將成為物理史上鼎鼎有名的人物
此刻他的心思
完完全全地注入到他的實驗裝置上
就是下面這個
這個裝置很簡單
發射端一個電火花發生器
兩個大銅球作為電容通過銅棒連接到兩個相隔很近的小銅球上
導線連著小銅球和大感應線圈然後連到一個梅定格電池上
然後不遠處
放著接收端的感應裝置
也就是兩個開口的長方形銅環
赫茲全神貫注地注視那兩個緊挨著的小銅球
他知道
當電壓上升到兩萬伏左右
發射端兩個小銅球之間的空氣會被擊穿
電荷從中間穿過並來往於兩個大銅球之間
從而形成了一個高頻的震蕩迴路（LC迴路）
他所關注的是接收端的情況
當時偉大的麥克斯韋已經提出了麥克斯韋理論
從理論上論證了電磁波的存在
赫茲的這個實驗裝置
就是為了從實驗上求證電磁波的存在
果然
當赫茲閉合發射端的開關
在接受端的銅球之間
有微弱的火花躍過
現在一切都清楚了
赫茲證明了電磁波真實的存在
同時也證明了麥克斯韋理論的正確性
之後電磁理論完整地建立起來
偉大的物理學家建立的理論
由偉大的工程師來實現
接下來我們介紹這位偉大的工程師
尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）
特斯拉是一個天才
他的最主要貢獻是主持設計了現代交流電系統
這直接引導人類進入第二次工業革命
除此之外
他的多項專利都是現代無線通信技術以及無線電技術的基石
他在少年的時候讀過一篇描寫尼亞加拉瀑布的文章
然後構想了一副巨大的渦輪機被飛流而下的瀑布推動的畫面
三十年後 他所構想的渦輪機被用在了尼亞加拉瀑布上
想像力真是神奇
這位天才發明家的開掛人生我們以後有機會再單獨講
這裡我們介紹的是他的另外一個神奇構想
沃登克里弗塔
這個看起來像是科幻電影中的東西
確確實實的出現在19世紀的紐約長島
它是特斯拉建造用於跨大西洋傳輸無線電廣播以及無線電能的裝置
這是特斯拉從暴風雨閃電中得到的靈感
降水中蘊含了巨大的電能
而閃電的作用就像是一個釋放這種巨大能量的觸發器
這一發現可能造就一項驚人的發明
如果能產生特定值了的電能效應
那麼整個星球以及所有生物的生存條件都會發生翻天覆地的變化
於是特斯拉開始著手了他的「世界系統」
這個沃登克里弗塔就是他的無線傳輸「世界系統」之一
它是為了激發地球電磁場而創造的用於電能傳輸的特殊變壓器
通過這個奇妙的裝置
特斯拉已經實現了一種強度勝於閃電的電力效應
通過的電流可以點亮世界各地的兩百展白熾燈
可以說是相當科幻了
遺憾的是
由於投資者中途撤銷了投資
特斯拉陷入財政危機
實驗裝置最終被拆除未能完成
然後我們把時間軸拉到二十一世紀
目前主流的無線充電技術主要有四個標準
Qi標準 PMA標準 A4WP標準 iNPOFi技術標準
蘋果的AirPower用的都是Qi標準
Qi無線充電系統由基站和移動設備組成
基站就是我們常看到的充電底座
移動設備是手機
充電底座上的磁感應線圈將電能轉化為電磁波
手機背殼上的磁感應線圈再將電磁波轉化為電能為電池充電
目前無線充電的主要短板還是在充電效率上
我們回到開頭的那個話題
The future is wireless
蘋果早在去年發布的iPhone7上就砍掉了傳統3.5mm耳機插孔
力推AirPods無線耳機
而一旦虛擬SIM卡被運營商接受
SIM卡槽也將成為歷史
剩下了就只有Lightning介面了
數據傳輸完全可以用無線技術替代
而一旦無線充電取代了有線充電之後
就真的是一體化機身沒有任何插孔了
參考資料：
《上帝擲骰子嗎：量子物理史話》
《特斯拉自傳》《三體·黑暗森林》 維基百科
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