早在2017年10月，无线充电手机大家族就迎来了3名新成员：iPhone 8、iPhone 8 Plus和iPhone X。苹果公司凭借着自己强大的影响力，也将无线充电技术真正地带进大家的视野之中。
无线充电技术具备先天的优势——便利性，它能避免插拔充电线时“打火”现象的产生，对充电口无损伤，也让移动设备成为无线充电技术最早的“用户”之一。
可是，怎么这么长时间过去了，还是有很多人选择不信任“无线充电技术”，坚持对“剪不得，还理不清”的充电线“爱得深沉，爱得久长”呢？
在这里，笔者要为无线充电技术“正名”，还给您一个清晰真实的无线充电技术原貌。
从被发明到如今，经历了140年之久的无线充电技术，在不知不觉中默默地“潜入”我们的生活：不仅是手机、平板、智能手表等小型电子设备，电动汽车等大型设备也都成为了无线充电家族的成员。
所以，先一起了解一下无线充电是如何实现的吧！
Part.1
三种无线充电的原理
1、电磁感应无线充电——传输距离太短
随着手机等小型电子产品的普及以及德州仪器、飞利浦、三星、东芝等公司的推动，电磁感应充电技术成为目前手机等小型电子产品行业应用最为广泛的无线充电技术。
顾名思义，电磁感应无线充电技术利用的就是电磁感应原理。对！你没有听错，就是我们中学时学过的那个电磁感应。
这个充电系统主要由两个线圈组成：初级线圈和次级线圈。首先，给初级线圈通以一定频率的交流电，由于电磁感应的作用，在次级线圈中会产生一定的电流，因此能量就从传输端转移到了接收端。
将这个原理应用到手机上，则是充电底座内存在一个初级线圈，手机终端内置次级线圈。当手机与充电座靠近，基于电磁感应，在手机接收线圈就会中产生一定的电流，就可以在没有充电线的状态下对手机进行充电了。
不过，电磁感应无线充电技术也有着很大的缺点，其中最让人头疼的就是传输距离受限。目前，这种技术的有效充电距离只有10mm，并且如果两个线圈位置没有对准，也很可能会出现问题。
（图片来源：参考文献[9]）
3、无线电波输电——传输距离可达10米，但效率低
通过无线电波输电的原理是：将电磁波转换为电流，再通过电路传输电流。
无线电波输电系统主要由微波发射装置和微波接收装置组成。微波发射装置发射无线电波，微波接收装置捕捉无线电波能量，并随负载做出调整，得到稳定的直流电。
理论上，这种无线充电方式传输距离相比电磁感应方式以及磁共振方式都远，可达10米以上；而且也可以实现自动随时随地充电。但是，这种方式也存在很大的缺点，那就是比较低的传输效率。
虽然针对手机的无线充电技术很久之前就被提出，但令人疑惑的是：这么多年过去了，此技术仍旧前进缓慢，到底是为什么呢？
原因一：充电距离限制
普通手机充电器要带一根充电线，还要有合适的充电头或者充电宝；而无线充电发展了这么多年也仅仅是做到了几十毫米距离内的无线充电，这意味着我们外出的时候仍然需要带充电宝或充电头。
原因二：无线充电的稳定性和高效难以兼得
以苹果5W无线充电器为例，考虑到传输效率，将iPhoneX充满电大约需要3小时以上；采用7.5W无线充电器充电也需要近2.5小时。虽然2019年市场上出现了20W无线充电器，以及无线充电宝，但是它的稳定性及充电效率，仍旧是萦绕在消费者心头的大问题。
原因三：无线充电对电池寿命的影响
尽管无线充电技术已经发展多年，但目前市场上份额最大的还是手机领域。所以，我们不得不考虑：无线充电到底会不会缩短手机电池的使用寿命？
当然，也有人对此实验结果表示否定，认为电池寿命的长短主要是制造商的问题，与无线充电方式无关。笔者分析认为，因为无线充电手段使用了无线充电模块，本身就会导致手机在充电时的内耗增加。此外，还会产生相对于有线充电模式更多的热，热积累也会导致手机器件使用寿命的减少。
但是，因为有了无线充电，我们才没有了杂七杂八的充电线的困扰，无线充电宝更是能随时随地给你的手机“力量”，所以无线充电可以极大地方便我们的生活。也许现阶段手机无线充电仍旧存在一些弊端：无线充电座的“长尾巴”还很长，手机还是离不开充电座，······但是我们相信科技的力量，它会让我们在不久的未来能随时随地、高效安全地为手机和电脑等设备充电。
最后，针对于目前的情况，笔者给出建议：给手机充电最好的方式是——线充为主、无线为辅。
但是，针对“到底是有线充电方便快捷，还是无线充电更胜一筹”这一问题，有一个特殊群体不用考虑它，那就是——土豪。不明白？
制作：刘翠翠（中科院半导体研究所）
监制：中国科学院计算机网络信息中心
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