每次給手機、電dian腦nao

，或huo者zhe其qi他ta各ge種zhong電dian器qi充chong電dian時shi，總zong是shi要yao接jie一yi條tiao充chong電dian線xian，充chong電dian線xian一yi多duo，還hai常chang常chang接jie錯cuo，實shi在zai非fei常chang麻ma煩fan。幸xing好hao
，現xian在zai愈yu來lai愈yu多duo的de電dian子zi產chan品pin，開kai始shi使shi用yong“無線充電”的技術了！隻要優雅的將手機放在一個小小的
、像杯墊一樣的東西上麵，不必接線就能輕鬆充電
，這麼厲害的科技背後有什麼原理呢

？讓我們一起來探究其中奧妙。

 

一般見到的無線充電，運用的是“電流磁效應”和“電磁感應”的原理。1819年nian，丹dan麥mai科ke學xue家jia厄e斯si特te觀guan察cha到dao一yi段duan導dao線xian上shang如ru果guo通tong有you電dian流liu
，四si周zhou將jiang會hui產chan生sheng磁ci場chang，可ke以yi讓rang指zhi北bei針zhen偏pian轉zhuan。後hou人ren則ze進jin一yi步bu發fa現xian
，將jiang導dao線xian圍wei成cheng環huan狀zhuang，甚shen至zhi繞rao成cheng線圈，產生的磁場將會更強、更集中，這稱為“電流磁效應”。

　　

　　

一般見到的無線充電
，運用的是“電流磁效應”和“電磁感應”的原理。1819年nian，丹dan麥mai科ke學xue家jia厄e斯si特te觀guan察cha到dao一yi段duan導dao線xian上shang如ru果guo通tong有you電dian流liu



，四si周zhou將jiang會hui產chan生sheng磁ci場chang
，可ke以yi讓rang指zhi北bei針zhen偏pian轉zhuan。後hou人ren則ze進jin一yi步bu發fa現xian
，將jiang導dao線xian圍wei成cheng環huan狀zhuang，甚shen至zhi繞rao成cheng線圈，產生的磁場將會更強、更集中，這稱為“電流磁效應”。

　　

而另一個人們更加關心的問題
，即：如何用磁來生電，則是經過了12年不懈的研究
，在1831年由法拉第發現的。讓一塊磁鐵或其他的磁場來源靠近一段沒有電流的線圈，線圈上就會產生“感應電流”，稱為“電磁感應”。值得注意的是
，電磁感應的成立要件是磁場要有“變化”，例如磁鐵愈來愈靠近(愈來愈遠離其實也可以)。外加磁場若是一直保持不變
，是不會有感應電流的。

　　

總而言之
，電流磁效應就是電流的流動在四周產生磁場，電磁感應則是不斷變化的外加磁場使線圈產生感應電流。

　

　

 

　　

這兩種物理現象同時運用

，就可以進行無線充電。目前的無線充電設備
，都包含一個“充座”
，裏li麵mian其qi實shi正zheng是shi線xian圈quan。將jiang充chong電dian座zuo接jie到dao家jia用yong插cha頭tou後hou，線xian圈quan周zhou圍wei會hui因yin為wei電dian流liu磁ci效xiao應ying而er產chan生sheng磁ci場chang。要yao充chong電dian的de電dian子zi產chan品pin，裏li麵mian也ye都dou有you一yi個ge線xian圈quan，當dang它ta靠kao近jin充chong電dian座zuo時shi，充chong電dian座zuo的de磁ci場chang將jiang透tou過guo電dian磁ci感gan應ying，在zai電dian子zi產chan品pin的de線xian圈quan上shang產chan生sheng感gan應ying電dian流liu。感gan應ying電dian流liu導dao引yin到dao電dian池chi
，就jiu完wan成cheng了le充chong電dian座zuo和he電dian子zi產chan品pin間jian的de無wu線xian充chong電dian。

 

你可能會問，磁場不是要改變才能有電磁感應嗎?可是充電座與充電的對象距離卻始終保持不變，這樣為何會有電磁感應呢?原來，家用插座中流出的電是“交流電”
，也ye就jiu是shi說shuo電dian流liu的de方fang向xiang不bu斷duan的de交jiao替ti變bian化hua，一yi會hui兒er順shun著zhe流liu，一yi會hui兒er反fan著zhe流liu。正zheng因yin為wei如ru此ci，充chong電dian座zuo線xian圈quan產chan生sheng的de磁ci場chang隨sui之zhi不bu斷duan在zai變bian換huan方fang向xiang，並bing非fei保bao持chi不bu變bian
，符fu合he電dian磁ci感gan應ying的de要yao件jian。

　　

近來愈來愈多智能手機、平(ping)板(ban)電(dian)腦(nao)開(kai)始(shi)提(ti)供(gong)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)的(de)功(gong)能(neng)
，但(dan)是(shi)不(bu)幸(xing)的(de)是(shi)，它(ta)們(men)充(chong)電(dian)的(de)時(shi)候(hou)，隻(zhi)要(yao)離(li)充(chong)電(dian)座(zuo)的(de)距(ju)離(li)稍(shao)遠(yuan)一(yi)些(xie)，充(chong)電(dian)效(xiao)率(lv)就(jiu)會(hui)明(ming)顯(xian)下(xia)降(jiang)。即(ji)便(bian)是(shi)最(zui)新(xin)的(de)技(ji)術(shu)，充(chong)電(dian)距(ju)離(li)也(ye)不(bu)能(neng)超(chao)過(guo)5公(gong)分(fen)，事(shi)實(shi)上(shang)，目(mu)前(qian)絕(jue)大(da)部(bu)分(fen)可(ke)以(yi)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)的(de)移(yi)動(dong)設(she)備(bei)，都(dou)是(shi)要(yao)完(wan)全(quan)平(ping)放(fang)在(zai)充(chong)電(dian)座(zuo)上(shang)才(cai)能(neng)進(jin)行(xing)，和(he)想(xiang)像(xiang)中(zhong)隨(sui)走(zou)隨(sui)充(chong)的(de)無(wu)線(xian)充(chong)電(dian)仍(reng)有(you)點(dian)差(cha)別(bie)。

　　

　　

為了增加無線充電的距離與充電效率，科學家正在設法利用“磁共振”的原理進行無線充電。在電路中加入一些電容
、電感等特殊的元件，適當連接後
，會形成“諧振電路”。這就好像樂器行一定會有的調音工具──音叉一樣。輕敲音叉一次
，它可以持續振動一段時間，同樣的，對諧振電路短暫通電，電路中也會產生維持一段時間的訊號。

　　

音叉具有“共振”這zhe種zhong有you趣qu的de物wu理li性xing質zhi。每mei支zhi音yin叉cha都dou有you自zi己ji的de發fa聲sheng頻pin率lv，當dang一yi支zhi音yin叉cha振zhen動dong發fa聲sheng時shi，若ruo附fu近jin有you另ling一yi支zhi發fa聲sheng頻pin率lv相xiang同tong的de音yin叉cha
，即ji使shi它ta沒mei有you直zhi接jie受shou到dao敲qiao擊ji
，也ye會hui跟gen著zhe振zhen動dong。音yin叉cha的de共gong振zhen可ke以yi說shuo達da成cheng了le能neng量liang的de傳chuan遞di。諧xie振zhen電dian路lu也ye可ke以yi共gong振zhen，兩liang個ge振zhen動dong頻pin率lv相xiang同tong的de諧xie振zhen電dian路lu放fang在zai一yi起qi，其qi中zhong一yi個ge開kai始shi因yin為wei通tong電dian而er振zhen蕩dang時shi，另ling一yi個ge電dian路lu也ye會hui跟gen著zhe振zhen蕩dang起qi來lai，“自動”產生電流，電能就這樣被隔空傳送了。這樣的現象稱為“磁共振”，用yong來lai進jin行xing無wu線xian充chong電dian，可ke以yi讓rang充chong電dian距ju離li達da到dao數shu公gong尺chi，效xiao率lv也ye有you所suo提ti升sheng。唯wei一yi的de困kun難nan就jiu是shi
，要yao將jiang兩liang個ge電dian路lu調tiao整zheng到dao一yi模mo一yi樣yang的de頻pin率lv，並bing且qie維wei持chi一yi段duan時shi間jian，並bing不bu是shi容rong易yi的de事shi。

　　

除了磁共振之外，也有科學家嚐試藉由激光光的光能來充電，甚至是將電能透過和家用的Wifi網絡相近的電波頻段來傳送。希望這些技術的突破，能讓我們未來在充電時更加方便！