¿Cómo funcionan las almohadillas de carga inalámbrica?

Primera parte : la carga inalámbrica o la carga inductiva funcionan según el principio de la ley de inducción de Faraday, que establece que un flujo magnético cambiante puede inducir una fuerza electromotriz (EMF) en una bobina. EMF no es una fuerza sino un potencial medido en voltios entre los dos extremos abiertos de la bobina. El potencial crea un campo eléctrico que impulsa la corriente en cualquier circuito conectado a la fuente EMF o, en nuestro caso, la bobina termina.

Ley de Faraday:
es Electromotiveforce de EMF
Es el flujo magnético.
es numero de turnos

EMF es proporcional al número de vueltas en la bobina multiplicado por la velocidad de cambio del flujo magnético efectivo generado por la fuente magnética. En nuestro caso la fuente de flujo será la estación de carga. El acoplamiento mutuo se ignora y se supone que la estación de carga está muy cerca del dispositivo, lo que significa una mínima fuga de flujo.

La ley de inducción de Faraday también se puede entender con la siguiente figura. El movimiento relativo entre la bobina y el imán cambia la intensidad del campo magnético sobre el área o el flujo magnético. Esta vez el flujo variable induce voltaje en la bobina. El EMF total es el voltaje inducido en cada giro multiplicado por el número total de giros en la bobina para una bobina bien herida.

El mecanismo anterior se puede utilizar para cargar una batería con un voltaje nominal inferior al EMF. Por ejemplo, para un cargador de 5 voltios, 0.7 A que carga una batería de ión de litio de 3.7 voltios 1650 mAh, es decir, la batería a un voltaje de 3.7 voltios puede generar 1.65 A durante aproximadamente una hora (o 6.11 Wh). Tómese aproximadamente 1 hora y 45 minutos para cargar completamente la batería desde cero. Otros factores como la edad y la temperatura de la batería también determinan el tiempo de carga.

Como se muestra en la figura a continuación, el EMF puede rectificarse y usarse para cargar una batería
, al igual que un adaptador de CA.

2ª Parte : La estación de carga, como se muestra arriba, funciona según el principio de la ley de circulación de Ampère, mediante el cual se puede determinar el campo magnético asociado con una corriente. Al controlar la magnitud actual y la dirección del flujo, se pueden producir fluctuaciones magnéticas de la magnitud y frecuencia deseadas. En la siguiente figura, el oscilador está sintonizado de tal manera que la velocidad de cambio del flujo magnético coincide con la frecuencia de resonancia de la bobina del receptor para una transferencia de potencia máxima.


Ambas leyes son parte de las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo clásico.

La carga inalámbrica aprovecha la inducción electromagnética ( http://en.wikipedia.org/wiki/Ele …) además de la Ley de Ampere ( http://en.wikipedia.org/wiki/Amp …).

La inducción electromagnética básicamente dice que un flujo magnético cambiante puede causar un campo eléctrico. En la carga inalámbrica, la batería recibe energía del campo eléctrico creado por un campo magnético “invisible” por inducción. Si bien se puede usar cualquier método para crear un campo magnético cambiante, esto se hace normalmente usando un campo eléctrico cambiante en el cargador para generar el campo magnético como lo describe la Ley de Ampere.

En resumen, los cables de un sistema de carga inalámbrica se reemplazan con un campo magnético.

Funciona de la misma manera que lo hacen los transformadores reductores para la conexión de su servicio eléctrico a su casa. La diferencia es que el cargador tiene una relación de uno a uno, por lo tanto, 5 voltios y 5 voltios menos espacio libre y pérdidas resistivas, por supuesto. Sin embargo, los cargadores funcionan a niveles de voltaje mucho más bajos y tienen velocidades de conmutación más altas que los enchufes de pared de CA domésticos.

Los cargadores tienen salidas de 3.3 a 5 voltios dependiendo del dispositivo. Donde las empresas eléctricas operan desde 110 voltios para un enchufe de pared hasta 110+ kiloVolts para líneas de transmisión de larga distancia. Las velocidades de conmutación para los cargadores pueden variar según el diseño del circuito y la capacidad donde la potencia de la red pública sea de 50-60 Hz para la red eléctrica de EE. UU.

Los cargadores simples con núcleo de aire pueden tener una eficiencia del 40%, mientras que el Magne Charge, un cargador de vehículos, proporciona una eficiencia relativamente alta del 86%. Juego de carga inductiva – Adafruit.com, carga inductiva

David Beierl :

La otra diferencia es que sin el núcleo de hierro para contener el campo magnético, estos transformadores ad hoc son muy ineficientes. Pero eso se considera un precio razonable para pagar por la conveniencia.

Derek Chafin :

De hecho, dado que el uso total de energía para el planeta es de ~ 18 billones de kW-hora / año, los transformadores de potencia tienen que ser eficientes. consumo de energía eléctrica – Wolfram | Alpha

Transformador