무선충전 기술이 많이 쓰이는데 원리와 한계점은?

Question

휴대폰, 워치 등의 제품에 무선충전 기술이 많이 활용되고 있는데 원리가 어떻게 되나요? 그리고 무선 충전 기술이 현재 상태에서 한계점은 무엇이 있나요?

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

무선 충전 기술의 원리는 '전자기 유도현상'을 이용한 것입니다.

이는 전기가 흐르는 도선 주위에 자기장이 형성되고, 이 도선을 코일 모양으로 감으면 전류가 코일을 따라 돌면서 자력이 발생하는 원리로 크게 자기유도 방식, 자기공명 방식, 전자기파 방식으로 나뉩니다. 하지만, 우리가 스마트폰을 비롯한 다양한 전자제품의 무선충전에 쓰이는 기술은 자기유도 방식입니다.

이런 무선 충전 기술에는 몇 가지 한계점이 분명 있습니다. 가장 큰 부분은 유선 충전에 비해 낮은 효율입니다. 유선 대비 무선충전의 효율이 60~86%임을 감안하면 상당한 손실이 발생하는 것이죠. 또 기술적 한계 때문에 무선충전기술은 활용 영역이 생각보다 좁다는 것이입니다. 그동안 무선충전시장을 이끌었던 자기유도방식은 기술 장벽이 낮긴 하지만, 짧은 충전 거리와 공간의 제약으로 극히 제한된 기기에만 사용되고 있는 상황이죠.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

원리:

무선 충전은 주로 두 가지 기술을 사용합니다. 첫 번째는 전자기기와 무선 충전 기기 간에 전자기장을 생성하여 전력을 전송하는 "근거리 무선 충전" 기술입니다. 이는 인덕션 방식 또는 공명방식으로 작동할 수 있습니다. 두 번째는 무선 충전 기기를 통해 전파를 이용하여 전력을 전송하는 "원격 무선 충전" 기술입니다. 이는 주로 라디오 주파수나 마이크로파를 사용합니다.

한계점:

1. 효율성: 무선 충전 시스템은 전력 손실이 발생할 수 있습니다. 전력을 전송하는 동안에는 열이 발생하거나, 전력의 일부가 소멸될 수 있습니다. 이로 인해 유선 충전보다 효율성이 낮을 수 있습니다.

2. 거리와 위치: 무선 충전은 보통 근거리에서 가장 효과적으로 작동합니다. 충전 기기와 충전 받는 기기 사이의 거리가 멀어질수록 전력 전송 효율이 감소할 수 있습니다. 또한, 충전 기기와 충전 받는 기기가 정확히 정렬되어야 최적의 충전 효과를 얻을 수 있습니다.

3. 표준화와 호환성: 무선 충전 기술은 다양한 표준이 존재하고, 이로 인해 호환성 문제가 발생할 수 있습니다. 일부 무선 충전 시스템은 특정 브랜드나 모델에만 호환되는 경우가 있어 사용자들이 다양한 기기를 편리하게 충전하기에 어려움을 겪을 수 있습니다.