电磁作用在无线充电技术当中的应用

夏秋

摘要：本文我们将系统地介绍电磁感应在无线充电技术中的应用，对其工作原理和可能涉及到领域的应用以及该技术的特点进行了较为详尽的阐述。这对于提高我国现代化的电工技术，电子技术以及电磁测量等方面都有很大的突破进展，尤其是对处于高中阶段的我们来说，能够为将来从事物理学专业技术课堂的学习中奠定了基础。

关键词：电磁作用;无线充电;技术

中图分类号：TM724   文献标识码：A   文章编号：1672-9129（2018）15-0253-01

Abstract： in this paper， we will systematically introduce the application of electromagnetic induction in wireless charging technology， its working principle and possible applications in the field and the characteristics of the technology are described in detail. This has made great breakthroughs in the improvement of China's modern electrical technology， electronic technology and electromagnetic measurement， especially for us in the high school stage， which can lay a foundation for our future study in the technical class of physics.

Keywords： electromagnetic effect; Wireless charging; technology

1 电磁感应技术的原理

当电磁感应中通过恒定直流电流时，它的周围将会产生一些不随着时间而进行变化的恒定磁通;当在线圈中通过交流电流时，它的周围将出现一些随着时间的变化而产生的交变磁通。由于磁通的变化而在导体或者线圈中产生感应电动势的现象，这就称之为电磁感应。由于电磁感应而产生的电动势简称感应电动势。假如线圈通过负载形成了闭合回路，那么在闭合回路中会形成感应电流。而由于线圈本身的电流变化而产生的电磁感应被称为自感;两个相互靠近且具有电磁耦合关系的线圈，由于其中一个线圈的电流变化而产生的变化磁通同时穿过另一个线圈，这个线圈中会产生感应电动势，这种电磁感应通常被称为互感。线圈中感应电动势的大小与线圈具体的匝数和线圈中的磁通变化率有直接关系，一般情况下，感应电动势或感应电流可以用楞次定律来判断，它的主要内容是：当线圈原有的磁通增加时，感应电流就会产生与它方向相反的磁通来阻碍它的增加;然而线圈中的磁通要减少时，感应电流就会产生与它方向相同的磁通来阻碍它的减少。

2 目前无线充电技术的几种主流形式

传统的充电方式需要通过线缆连接电路和终端设备，而现如今的充电技术使终端设备和充电器等各个环节中都不再受线路的限制，从而实现了电器和电源完全的分离，在我国科学技术飞速发展的前提下，无线充電技术已经在各项领域中被广泛应用，彰显了无线充电技术的广阔发展前景和空间。现阶段无线电技术主流形式大概有QI标准，PMA标准，A4WP标准。其中QI标准是全球内首个推动无线充电技术的具有标准化的组织，在2008年全球正式成立了无线充电联盟，推出了无线充电的标准。它主要釆用了现阶段最为主流的电磁感应技术，同时它具备了两大特点：兼容性，通用性。凡是拥有QI标志的产品，都可以用QI无线充电器进行充电。世界最为先进的苹果设备，在2017年2月正式加入了无线充电联盟。

PMA联盟主要集中于为符合IEEE协会标准的手机和电子设备，致力于打造无线供电标准，在无线充电的领域中居于首位且具领导地位。PMA同样也是釆用电磁感应原理来实现无线充电，目前已有包括星巴克等三家公司加盟了PMA联盟。

A4WP标准是在2012推出的，它的最终目标是为包括便携式电子产品和电动汽车等在内的电子产品实现无线充电设备设立技术标准和行业对话机制，A4WP 釆用了电磁共振原理最终实现无线充电。

3 电磁感应技术的应用

电磁感应技术可以应用于农业领域，包括土地测量也可利用与土壤盐分状况及剖面分布，以及土壤水分质地，孔隙性能等多种土壤性质的参数测定中，可以通过调查盐渍土壤盐分空间分布情况，确认盐分的主要来源，进行土壤盐渍程度判定和相应土壤耐盐物种的选择和耕作，盐渍土地的规划和管理。此外，这种电磁辐射技术还可以用于手机，电脑，平板电脑中，实现无线充电，采用振荡器提高交变频率，频率放大器放大功率，导入初级线圈使内部产生磁场，次级线圈磁通量会随着变化产生电动势，不断改变磁场方向，引起次级线圈磁通量变化，感应电动势正负极交替，进而导致次级线圈产生频率与初级线圈的交变电流相同的交流电，通过磁场耦合，副线圈感应交变电压，整流滤波之后输出直流电压。

4 磁悬浮原理的应用展望

目前工业广泛应用的都是磁悬浮轴承，这种轴乘需要5至10个非接触式的传感器来检测转子准确的移动位置。由于传感器的价格比较高，直接导致了磁悬浮轴承的价格售价也不断上涨，这样很大程度的限制了它在工业上的个泛应用。近年来，有关专家结合磁悬浮轴承和无传感器进行了研究，得到的最新成果是：无传感器的磁悬浮轴承。有了这类磁悬浮轴承，整个系统的动态性能有所提高。对磁悬浮轴承的可靠性也有明显提升，也便于设计磁悬浮轴承的控制器，而且价格方面也明显有所下降。随着电子元件的集成化及转子动力学的发展，结合国内外的学术交流对该项技术研究有了很大的进展。将磁悬浮轴承广泛的应用在工业设备上，通过对它实用性的研究进行了加强，到目前为止，它在三个方面得到广泛应用：第一，真空超净室技术：第二，机床设备：第三，透平机械和离心机。磁悬浮轴承在电力工程的应用方面具有广阔的发展前景，根据磁悬浮轴承的原理，将它应用于汽轮机转子的振动及故障分析中，从而有效的改善了转子的运行状态，避免发生振动，提高机组正常平稳运行的可靠性，这将为解决电力工程技术中的难题，创造了一个新的起点及思路。

总结：针对目前最主流的电磁感应方式及磁共振方式的无线充电设备，需要我们更进一步的研究和分析，争取使电磁感应在无线充电设备中有更大的突破以及它在其它领域中的发展和应用。

参考文献：

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