휴대폰 무선충전기의 원리는 무엇일까요?

Question

무선으로 작동이 되는 가전제품은

여러가지가 있습니다. 예를들서

진공청소기라든가 충전식 음향기기

라든가 하지만 일단 선과 선을 연결하여

충전을 하는데 무선 휴대폰 충전은

선도 없이 어떤 원리로 충전이

되는 건가요?

Answer 1

안녕하세요. 이만우 과학전문가입니다.

기본적으로 무선 충전기도 전기를 공급받는 선이 콘센트에 연결되어 있고 따로 독(올려놓는 곳)이 있죠

이런 독에 휴대폰을 올려놓으면 바로 충전이 되는데요...물론, 직접적인 전원이 연결되는 것은 아니구요

이런 무선 충전의 기본 원리는 '인덕션 충전'을 원리로 작동하는 것입니다.

충전기 주변에는 전기자기장을 생성하고 또, 내부에는 고주파AC전류를 흘려 전기자기장을 생성하는 코일이 있습니다.

또한, 휴대폰 속에는 수신할 수 있는 코일을 내장하고 있는데요..무선 충전기에서 생성된 전기자기장을 감지하는 기능이죠

이렇게 받아들인 전기자기장을 전기 에너지로 변환하고..배터리로 전달하여 저장하는 것이랍니다. ㅎ

Answer 2

안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.

무선충전기에 전류를 공급하게 되면, 충전기 내부에는 코일로 감싸져 있는데 이 코일을 따라 자기장이 발생하게 됩니다.

이 자기장에 의해서 무선충전기에 안착된 충전 대상 기기에 전류로 변화되어 충전이 되게 되는 것 입니다.

하지만 이 자기장이 영향을 줄 수 있는 거리에서만 이 과정이 가능하기 때문에 충전기 가능한 거리는 짧다는 특징이 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 무선충전기는 전기를 통하면 전류가 충전기 안에 있는 코일에 흐르면서 자기장이 발생됩니다. 그러면 그 무선충전기에 휴대폰이나 무선충전가능한 기기를 올려 놓으면 그 기기 안에 있는 코일에 자기장이 흘러가면서 유도 전류를 생성하고 그 자기장을 다시 전류로 변환하여서 충전이 되는 원리 입니다. 따라서 무선충전기는 항상 가까운거리에서만 가능합니다.

Answer 4

안녕하세요. 임종현 과학전문가입니다.

일단 무선충전방식은 크게 세 가지 정도로 나뉜다.
1. 자기유도방식, 2. 자기공진방식, 3. 안테나방식.

이 중에서 현재 실생활에서 주로 사용되는 방식은 자기유도방식과 자기공진방식이다.
사실상 안테나를 통한(전파를 통한) 전력공급 방식은 10년 전에도 이미 있었던 방식이었다.
하지만 전파에 전기를 실어 보내는 데 있어 효율이 워낙 낮고 전자파 관련 문제등으로 인해 해당 분야에서의 연구가 그리 활발히 진행되지 못한 것이 사실이다.
반면 자기유도방식이나 자기공진방식은 국제적인 컨소시움까지 만들어져 있고, 제법 체계가 잘 잡혀 있는 무선충전방식이라고 볼 수 있다.

자기유도방식이나 자기공진방식 등 무선충전 원리를 이해하는 데 있어 가장 기초가 되는 것은 자기장이다.
두 방식 모두 이름에 ‘자기’라는 말이 들어간다.

즉, 코일을 이용해서 전자기장을 만들고, 이를 통해 전력을 전달하는 것이 무선충전의 원리인것이다.
하지만 자기유도방식은 코일간 전자기 유도현상을 이용하고, 자기공진방식은 코일간 자기공진방식을 이용한다는 점이 다르다.

자기유도방식은 1차 코일에서 생성된 자기장이 2차 코일에 유도전류가 흘러 에너지를 공급하는 원리인데, 코일과 코일간에 유도전류가 흐르려면 거의 접촉이 있어야만 한다. 그런 점에서 과연 이것도 무선충전방식이라고 말할 수 있을지 모르겠지만, 아주 약간의 공간(수 mm) 정도는 떨어져도 유도전류가 흐르면서 충전이 되기 때문에 무선충전이라고 말하는 것 같다.

어찌보면 자기공명방식이 진짜 무선충전이라고 이야기해도 될 것 같은데, 공진현상을 통해 전력을 송신하는 이 방식은 현재 효율이 낮고 전자파 문제가 있어 잘 사용되지 않고 있다. 향후 인체 유해성 문제만 해결된다면 무선충전방식은 자기유도방식보다는 자기공진방식이 더욱 크게 발전하지 않을까 생각한다.

Answer 5

무선 충전기는 충전을 위해 전자기장을 생성합니다. 충전기 안에는 주로 고주파 진동 회로가 있으며, 이 회로를 통해 전기에너지가 고주파 진동으로 변환됩니다.

충전기에서 생성된 고주파 전자기장은 충전기의 코일(송신 코일)을 통해 전송됩니다. 이 코일은 충전기 안에 위치하며, 전기 에너지를 전자기장으로 변환하여 주변에 방출합니다.

휴대폰이나 무선 충전을 지원하는 기기는 전력을 수신하기 위한 코일(수신 코일)을 가지고 있습니다. 수신 코일은 휴대폰의 내부에 내장되어 있거나 외부에 부착되어 있을 수 있습니다. 수신 코일은 충전기의 전자기장을 감지하고, 전자기장으로부터 전기 에너지를 수신합니다.

수신 코일은 전자기장으로부터 전기 에너지를 받아들이고, 이를 다시 전기로 변환합니다. 변환된 전기 에너지는 휴대폰의 배터리로 전달됩니다.

Answer 6

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

둥글게 말아 놓은 충전기의 코일에 전류를 흘리면 자성이 생성되고, 이렇게 생긴 자성은 스마트폰의 코일을 가까이 대면 그쪽으로 전달됩니다.

즉, 둥글게 말아놓은 충전기의 코일에 강한전류 -> 자성 발생 -> 스마트폰의 코일로 자성 전달 -> 전류발생

이 과정으로 충전됩니다.

이 때 충전기 코일에서 만들어진 자성이 스마트폰 코일로 자성 전달될 때 무선으로 전달되기에 무선충전이 되는 것입니다.

Answer 7

안녕하세요. 강상우 과학전문가입니다.

휴대폰 무선충전기는 자기공명 방식으로 작동합니다. 무선충전기는 전자기 유도를 통해 전력을 전송합니다. 무선충전기의 코일은 전류를 흐르게 하여 자기장을 생성합니다. 휴대폰의 수신 코일은 이 자기장을 감지하여 전력을 전환하여 휴대폰의 배터리를 충전합니다.

Answer 8

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

충전기로부터 전기 에너지가 생성되어 송신 코일을 통해 전기 파동으로 변환됩니다. 이 파동은 고주파로 변환되어 송신 코일 주위에 전자기장을 형성합니다. 휴대폰이나 무선 충전을 지원하는 장치에는 수신 코일이 내장되어 있습니다. 송신 코일 주위의 전자기장이 수신 코일에 도달하면, 전자기장의 변화로 인해 수신 코일 내부에 전기 에너지가 생성됩니다.수신 코일 내부에서 생성된 전기 에너지는 충전기의 회로를 통해 전압과 전류로 변환됩니다. 이 전압과 전류는 휴대폰의 배터리에 전달되어 충전됩니다.

Answer 9

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

휴대폰 무선충전기는 전자기유도원리를 사용합니다.

전류가흐르는 도선주변에는 자기장이 만들어지고, 자기장 주변의 전류가흐르지 않던 도선에는 전류가 발생하게됩니다.

자기장은 도선없이도 에너지 전달이 가능하기에 무선충전기술은 전기에너지에서 자기에너지로, 자기에너지에서 전기에너지로 에너지 전환이 일으키는 기술입니다.

Answer 10

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.휴대폰 무선충전기의 원리는 자기 유도입니다. 자기 유도는 전류가 흐르는 도체 주변에 자기장을 생성하는 현상입니다. 무선 충전기는 충전기에 전류를 흘려 자기장을 생성합니다. 이 자기장은 휴대폰의 충전 코일과 상호작용하여 휴대폰에 전류를 생성합니다. 이 전류는 휴대폰의 배터리를 충전하는 데 사용됩니다.