휴대폰의 무선 충전은 전자기의 자기유도 방식과 자기 공진 방식이 있다고 하는데요. 이 각각의 방식은 무엇인지 궁금합니다.
휴대폰의 무선 충전은 전자기의 자기유도 방식과 자기 공진 방식이 있다고 하는데요. 이 각각의 방식은 무엇인지 궁금합니다.자기 유도는 배워서 이해가 되는데 공진방식은 무엇인지 모르겠네요.
안녕하세요. 김재훈 과학전문가입니다.
자기유도 방식은 무선 충전기의 코일에 전류를 흘려보내면, 코일 주변에 자기장이 형성됩니다. 이 자기장이 충전할 기기의 코일에 전류를 유도하여 충전하는 방식입니다. 자기유도 방식은 무선 충전기와 충전할 기기가 가까이 있어야 하며, 충전 거리가 짧습니다.
자기공진 방식은 무선 충전기와 충전할 기기의 코일이 특정 주파수로 진동하면서 전력을 전달하는 방식입니다. 자기공진 방식은 자기유도 방식에 비해 충전 거리가 길고, 충전 효율이 높습니다. 하지만, 무선 충전기와 충전할 기기의 코일이 정확한 주파수로 진동해야 하기 때문에, 설계가 복잡합니다.
안녕하세요. 이종민 과학전문가입니다.
자기유도 방식은 두 개의 코일로 이루어진 시스템을 사용합니다. 하나의 코일은 충전기(Base Station)에 위치하고, 다른 하나의 코일은 충전을 받는 장치(Mobile Device)에 위치합니다. 충전기에서 전기 에너지를 이용하여 코일에 전류를 생성하면, 이로 인해 자기장이 발생합니다. 그리고 이 자기장은 수신 측의 코일에 의해 감지되고, 전기 에너지로 변환되어 충전되어야 하는 장치로 전달됩니다. 이 방식은 짧은 거리에서 효과적이며 주로 스마트폰과 같은 소형 장치에 사용됩니다.
자기 공진 방식은 무선 충전 기술의 고급 버전으로, 주로 전력 수준이 높은 장치를 충전하는 데 사용됩니다. 이 방식은 자기 공진 주파수를 활용하여 전력을 무선으로 전송합니다. 이 방식은 코일의 고유 공진 주파수를 사용하여 충전하는 장치의 코일과 충전기의 코일 간에 더 효율적으로 전력을 전달할 수 있도록 설계됩니다. 또한 자기 공진 방식은 충전하는 동안 코일 사이의 거리와 위치가 상대적으로 자유로우며, 다수의 장치를 동시에 충전할 수 있는 기능을 가지고 있습니다. 이 방식은 전기 자동차 및 대규모 전력 요구 사례에 사용됩니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
자기 유도방식은 이름에서 알 수 있다시피 전자기 유도를 이용해 전력을 전송하는 방식이다. 무선 충전기를 분해하면 모기향 모양의 코일을 볼 수 있는데 여기서 와전류를 발생시켜 충전한다.
공진 유도방식은 공명현상을 이용하여 전력을 전송하는 방식이다.
공진 유도방식의 무선충전은 자기 유도방식의 눈물나게 짧은 거리보다 좀 더 먼 거리에서도 사용 가능해, 실질적인 무선 충전의 의미에 들어맞는 방식으로 쓸 수 있다는 장점이 있다. 물론 자기유도방식에 비해 상대적으로 먼 거리라는 것일 뿐, 그래봤자 10cm 를 넘기기 힘들다.
공진 유도방식의 또다른 장점이라면 이론상 에너지 전달 효율이 98% 정도나 된다는 것이다. 이상적인 조건이 만들어졌을 때에 그렇다는 얘기지만, 어쨌든 에너지의 손실을 줄일 수 있다. 대신 에너지 전송의 효율을 높이기 위해서는 전송 장치와 수신 장치가 정확한 위치에 자리잡고 있어야 한다는 것이 단점이다. 이론상 최대 효과를 보는 자리에서 조금만 벗어나도 효율이 급감하여 에너지 전송량이 50% 이하로 떨어진다. 공진 유도방식은 전송 장치와 수신 장치의 임피던스(교류 저항값) 일치가 아주 중요한데, 두 장치의 거리는 여기에 커다란 영향을 준다. 완벽한 위치에 있지 않으면 전달받는 에너지는 줄어들고 반사되는 에너지가 많아지기 때문에, 이 문제를 해결하기 위해서 관련 연구가 더 필요한 상황이다.