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スマートフォンや電気自動車を充電する際、

従来は電源コードをつないで

給電する方式が一般的でしたが、

コードを使わないワイヤレス充電が

普及し始めています。
 

この記事では、

ワイヤレス充電(非接触充電)の原理

について簡単にまとめました。

ワイヤレス充電の種類は?

ワイヤレス(非接触)充電には大きく分けて

以下の4つの方式があります。
 
①電磁誘導方式

②磁界共鳴方式

③電波受信方式

④電界結合方式
 

ワイヤレスと言っても何らかの方法で

送電側と受電側をつながなければ、

給電はできません。
 

その方法がケーブルではないだけなのです。
 

では、それぞれの詳細を見ていきましょう!

ワイヤレス充電の原理は?

 
①電磁誘導方式
 
89d65d1ef5b9c0edacdef2977a052d51-300x210 ワイヤレス充電の原理は4種類あった!?その特徴とは?
 
昨今iphone,Galaxyといった

スマートフォンの多くで利用されている

充電方式の代表になります。
 

電磁誘導方式では

コイル(針金などを螺旋状に巻いたもの)

に電流を流すと発生する「磁束」で

送電側と受電側をつなげます。
 

さらにコイルに磁束を発生させる

と電流が流れる仕組みがあります。
 

高校の理科で習いましたね。
 

この原理を利用して送電するのが

電磁誘導方式です。
 

つまり、

送電側ではコイルに電流を流し

それによって発生する磁束が影響する範囲に

受電側のコイルを置いておきます。
 

そうすると

受電側のコイルに電流が発生し

非接触で充電できるのです。
 

②磁界共鳴方式
 
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磁界共鳴方式は基本的には

電磁誘導方式を同じ原理を使っています。
 

電磁誘導方式では

送電・受電のコイル間の距離が

離れれば離れるほど

伝送効率が極端に落ちます。
 

というのは、コイルの位置が離れると

受電側のコイルに伝わらない

無駄な磁束ができてしまうからです。
 

それを克服するために

送電側と受電側の回路にコンデンサを挿入して

LC共振回路を作ります。
 

  • L:コイルの性能
  • C:コンデンサの性能

を指します。
 

詳しくは電磁気学を学習してください。
 

送電側と受電側の共振周波数が

一致することで、

電磁誘導方式に比べ

高い伝送効率が得られます。
 

③電波受信方式
 
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電流を空気中に放電するには

高い電圧が必要で、

また行先も安定しません。
 

ですが、電磁波なら別です。
 

電磁波とは電界と磁界が

影響して伝わる波のことで

テレビの電波や赤外線、紫外線

X線などが例として挙げられます。
 

電磁波のうち周波数が

3THz以下のものをを電波と言います。
 

電波は送受信が比較的容易です。
 

ですから

送電側では電流を電磁波に変換して

電磁波を送る。
 

受電側では電波を受け取り

それを電流に変換して使用する。
 

これが、

電波受信方式の原理です。
 

④電界結合方式
 
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電界結合方式はその名の通り、

電界を利用して給電します。
 

電界とは簡単に言うと

電圧が働いている空間のことです。
 

電界中の電子は決まった方向に動きます。
 

平板状の電極が近接すると

電位差により電界が発生します。
 

これと、静電誘導を利用します。
 

静電誘導とは、

帯電した導体と帯電していない

導体を近づけたときに、

帯電していない導体が

電荷を帯びる現象です。
 

送電側で帯電している電極を用意し、

充電される側に近づけると

受電側の電極が帯電します。
 

これを利用したのが

「電界結合方式」です。
 
◇「電界結合方式」評価動画
 

 

ワイヤレス充電の注意点とは?

ワイヤレス充電を利用するには

気をつけなければいけない注意点

があります。

①磁気を使用したものを付近に置かない
 
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先に紹介したワイヤレス充電方法は

磁気、磁場を利用する方法が主のため

よくある携帯ケースと一緒に所持できる

  • 交通機関ICカード
  • クレジットカード

といった電子チップを含むものは

破損の危険があるので注意が必要です。
 

②スマホ等のカバーの厚さ
 
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ワイヤレス充電といっても

充電効率は目に見えない磁束、電波が

機器に伝わる必要があります。
 

必要な量の磁束、電波が

機器に供給できかつ疎外しないような

カバーの厚みを考慮しましょう。

 

利用するには便利である分

上記で上げた点に気配りをすれば

便利なワイヤレス充電は

今後次々に

普及していくことになるでしょう。