現如今，手機不離身，幾乎已經成了現代人的標配。出門在外，可以不帶錢包，但是不能忘記手機，可是手機沒電了怎麼辦呢？
不知道大家坐地鐵的時候有沒有發現，許多地鐵和地鐵站都設置了手機充電口，只需自備資料線，就能享受便捷的充電服務。
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那沒帶資料線怎麼辦呢？別慌，咱還可以選擇無線充電！比如上海地鐵18號線上就貼心地設置了無線充電設備。
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那什麼是無線充電？無線充電的原理是什麼？無線充電要注意點什麼呢？我們一起來看看~
什麼是無線充電？
無線充電，也叫作無線電力傳輸，是一種將電力隔空傳輸至接收設備的技術[1]。
19世紀末，美國的「科學怪才」尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）提出了無線電能傳輸的設想，就此開啟了無線電能傳輸技術研究的新世界。
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2007年，麻省理工學院的Marin Soljacic等人利用磁耦合的方式傳輸60W的電能，點亮了2米外的一個燈泡[2]，使得無線電能傳輸技術再次成為研究熱點。
目前，無線電能傳輸技術已經被廣泛應用在日常生活中，各式各樣的無線充電手機、手錶層出不窮。此外，它也可用於電動汽車、植入式醫療等領域[3]，為人們的生活帶來諸多便利。
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無線充電的原理是什麼？
在物理學中，有個有趣的規律，可以簡答地概括為：電生磁、磁生電。也就是說，電場和磁場能在一定條件下發生相互轉換。
無線充電的基本原理就是基於這個規律。首先，無線充電器（功率發射器）的交流電源將電能轉換為高頻交流信號。然後，線圈將這個交流信號轉化為磁場。這種磁場會在接收器的接收線圈中引起電磁感應，產生交流信號。最後，接收器的電路將交流信號轉化為直流信號，供設備中的電池或電子元器件使用。
簡單來說，就是無線充電器把電轉化為磁，設備把磁轉化為電，實現充電。
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目前，無線充電技術有三個主要的發展方向，分別是[1]：
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輻射式無線充電：以電磁輻射形式進行遠場充電，可以實現長距離充電；
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耦合式無線充電：以電磁輻射形式進行近場充電，需要功率發射器與接收器線圈緊密耦合，只能實現接觸式充電；這兩種方向利用的就是上文提到的電場與磁場的轉換。
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超音波無線充電：與以上兩種形式不同，超音波無線充電利用超音波換能器將電能轉換為聲能傳輸，接收端將聲能轉換回電能。但是這種技術仍有許多問題需要解決。
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無線充電有哪些優缺點？
相較於傳統的有線充電模式，無線充電最大的優點在於便捷性。無需插拔充電線，只需將設備輕輕一放，就可以實現充電。體驗感超棒~
另外，無線充電也更具安全性。充電線和插頭的消失有效規避了充電線老化、插頭漏電的問題，再也不怕觸電啦！
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可惜的是，無線充電也不是十全十美的！無線充電技術面臨的一個問題就是充電效率低，速度慢。這是因為無線充電過程中，能量在空氣中傳播時，發生了損失。這部分能量會轉化為熱能，導致充電器和設備發熱。相比之下，有線充電直接通過導線傳遞能量，損耗較少，充電速度更快。
此外，並不是所有的設備都支持無線充電，而且就算可以無線充電，也需要考慮充電器與設備之間的兼容性。所以說，無線充電的適用性還是有限的。
雖然理論上，有線充電的充電範圍會受到充電線（或者電纜）長度的限制，而無線充電可以在更廣的範圍內充電，但目前手機、手錶在充電時還是需要緊貼無線充電器。不過，相信隨著技術的發展，無線充電的距離可以越來越長。說不定未來，電影《致命魔術》中遠距離點亮燈泡的場景不是夢！
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無線充電會致癌嗎？如何正確充電？
致癌？不存在的！北京工業大學應用數理學院副教授周洪直在採訪時表示，無線充電的過程確實會產生一定量的輻射，但是這種輻射對人體幾乎沒有傷害[4]。封閉磁場對外的輻射量很少，而且充電功率不大，輻射功率還不如電磁爐，即使有輻射也是非電離輻射，所以大家可以放心使用。
那怎樣正確使用無線充電呢？
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首先，需要確保你的設備支持無線充電功能；
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選用匹配的充電器，若想實現高功率快充，最好使用支持對應品牌快充私有協議的無線充電器；
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充電時，應將設備背面放置在充電器的充電區域，確保充電器能正確傳輸能量；
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充電時，應移除周圍的金屬用品，避免信號干擾；
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如果設備過熱，請及時停止充電，避免造成安全問題；
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定期檢查充電器的插頭和接口，保證充電器處於良好的工作狀態。
總而言之，只有正確進行無線充電，才能享受它帶來的便利哦！
參考文獻
[1] 汪笑宇.面向實用的無線充電網路部署策略研究[D].南京:南京大學,2021:1. [2] Kurs A, Karalis A, Moffatt R, et al. Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances[J]. Science, 2007, 317(5834): 83-86. [3] 張銘.電動汽車動態無線充電系統設計及充電控制策略研究[D].南京:東南大學,2021:3. [4] 人民網.給手機無線充電會致癌？這個真沒有[EB/OL].(2016-11-23)[2023-6-3]. http://kpzg.people.com.cn/n1/2016/1123/c404390-28889114.html作者：張嘉韻，復旦大學材料科學系直博生，研究方向為鋰離子電池正極材料
編輯：小叮噹
鳴謝：中國科學院物理研究所 姜暢博士為本文提供科學指導