핸드폰 무선 충전기는 어떻게 접촉 없이도 충전되는지 궁금합니다.
핸드폰 무선충전기는 어떻게 직접적인 연결없이 충전이 되는 건가요?
전기충전이 접촉이 없어도 어떻게 되는지 궁금합니다.
무선충전의 원리를 쉽게 설명해주시면 감사하겠습니다.
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.
무선충전기는 전자기 결합 원리에 의해, 진동하는 전류를 잘 동조된 코일(1차 코일)에
동조된 전하를 인가하면 진동하는 전자기가 발생하는데,
이 전자기를 같은 주파수로 동조된 2차 코일이 전자기를 받은 후 전기적인 전류로 바꾸어서 전력을 얻어 충전을 하는 원리입니다.
안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.
무선 충전기는 어떻게 만들어질까요? 무선 충전기 기술은 크게 3가지로 소개됩니다. 첫째는 ‘무선 충전 전자기 유도방식’으로 가장 널리 쓰이고 있는 원리 기술이죠. 1차 코일과 2차코일 사이에서 일어나는 자기유도 현상으로 무선 충전을 하는 것입니다. 대부분의 스마트폰에 탑재된 기술로 전파 수신거리가 짧지만 고속 충전이 가능해 가장 많이 사용되고 있습니다. YTN 사이언스에서 한 실험을 진행했습니다. YTN 사이언스 실험팀은 무선 충전기와 충전할 기기를 분해해보았습니다. 손바닥만 한 무선 충전기를 조심스럽게 분해해보니 무선 충전기 내부에는 칩 하나를 발견할 수 있었습니다. 무선 충전기 내부에 삽입된 칩이 전원을 받아 교류로 전류를 변환합니다. 그 후 특정 전압‧전류로 충전 가능 여부를 결정하죠. 무선으로 에너지를 전달하기 위해 자기장을 이용하는데요. 회로가 교류로 진동하면서 자기장이 발생하는 것입니다. 또한 충전할 기기 속에는 자기장을 수신할 수 있는 부품이 들어있었습니다. 내부에는 충전 패드의 송신 코일과 가습기의 수신 코일이 닿아서 충전이 가능한 것이죠. 수신 코일은 자기장을 받는 장치의 전류를 받아들이고 이를 교류 전류로 변환한 후 정류합니다. 양쪽에 코일이 있어 전자기유도현상이 일어나 무선 충전이 가능한 것입니다. 생각보다 간단하고 편리한 기술이라고 생각할지 모르지만 우리가 모바일 기기 등으로 일상생활에서 사용하기 위해 작고 안전하게 만들려면 상당한 기술이 필요하다고 합니다.
안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.
전자기 결합 원리에 의해, 진동하는 전류를 잘 동조된 코일(1차 코일)에 동조된 전하를 인가하면 진동하는 전자기가 발생하는데,이 전자기를 같은 주파수로 동조된 2차 코일이 전자기를 받은 후 전기적인 전류로 바꾸어서 전력을 얻어 충전을 하는 원리입니다
무선 충전은 전자기 유도의 원리 이루어집니다.
충전대 안에 코일이 있는데, 이 코일과 호환되는 코일이 스마트폰에 내장되어 있습니다.
전자기 유도는 자기장이 변하는 곳에 전압의 차이가 생기는 현상인데,
이 전압차를 이용해 충전을 할 수 있습니다.
현재의 무선 충전 기술은 크게 '자기 공진 방식'과 '자기 유도 방식'으로 나뉩니다.
<자기 공진 방식>
자기 공진 방식은 기기가 직접적으로 충전기와 접촉하지 않아도 전력을 전송할 수 있는 점을 특징으로 합니다. 즉, 무선충전기 위에 스마트폰을 올려놓지 않고 근처에 두기만 한다면 충전이 된다는 소리인데요. 자기장 공진을 이용해 원거리에 전력을 공급하기 때문에 여러 기기를 동시에 충전한다던가, 충전을 하면서 쉽게 스마트폰을 사용할 수 있게 해줍니다.
말로만 들어도 좋아보이는 이 방식은 현재 많이 상용화되지 않았습니다. 그 이유는 전류를 전자기로 바꾸고 공진하는 과정에서 전력 손실이 크기 때문에 효율성이 많이 떨어지기 때문입니다. 또한 강한 에너지가 공진되어 전달되는 방식인데, 이것이 우리 인체에 작지 않은 영향을 끼칠 수 있다는 우려가 있기도 합니다.
<자기 유도 방식>
현재 시중에 나와있는 대부분의 스마트폰 무선충전기는 자기 유도 방식을 사용하고 있는데요. 기기와 충전기를 직접 접촉시킴으로써 충전시키는 방식으로 스마트폰과 충전기 내부의 충전 코일이 서로 접촉되어 충전이 이루어지는 형식입니다. 자기 유도 방식은 전기를 손실 없이 전달할 수 있는 거리가 상대적으로 짧기 때문에 코일과 코일이 정확하게 맞붙어 있어야지만 충전이 잘 됩니다. 그렇기 때문에 자기 공진 방식과는 다르게 동시 충전, 다른 일을 하면서 충전하기가 어렵습니다. 또한 스마트폰에 부착하여 사용하는 금속 악세사리나 두꺼운 케이스 등은 제거하고 충전을 해야하는 불편함을 감수해야 하기도 합니다.
