वायरलेस चार्जिंग फोन कैसे काम करता है? जानिए

19 वीं शताब्दी के अंत से वायरलेस चार्जिंग लगभग हो चुकी है, जब बिजली अग्रणी निकोला टेस्ला ने चुंबकीय अनुनाद युग्मन का प्रदर्शन किया – दो सर्किट, एक ट्रांसमीटर और एक रिसीवर के बीच एक चुंबकीय क्षेत्र बनाकर हवा के माध्यम से बिजली संचारित करने की क्षमता।

लेकिन लगभग 100 वर्षों तक यह कुछ इलेक्ट्रिक टूथब्रश मॉडल के अलावा, कई व्यावहारिक अनुप्रयोगों के बिना एक तकनीक थी।

आज, लगभग आधा दर्जन वायरलेस चार्जिंग तकनीकें उपयोग में हैं, सभी का उद्देश्य स्मार्टफोन और लैपटॉप से लेकर किचन उपकरणों और कारों तक सब कुछ केबल काटना है।

वायरलेस चार्जिंग हेल्थकेयर, ऑटोमोटिव और विनिर्माण उद्योगों में अतिक्रमण कर रही है क्योंकि यह बढ़ी हुई गतिशीलता और अग्रिमों का वादा करता है जो एक चार्जर से कई फीट दूर बिजली प्राप्त करने के लिए छोटे इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) उपकरणों की अनुमति दे सकता है।

अब उपयोग की जाने वाली सबसे लोकप्रिय वायरलेस तकनीक एक दो तांबे के कॉइल के बीच एक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र पर निर्भर करती है, जो एक डिवाइस और चार्जिंग पैड के बीच की दूरी को बहुत सीमित करती है। यह उस प्रकार का है जैसे Apple ने iPhone 8 और iPhone X में शामिल किया है।

वायरलेस चार्जिंग कैसे काम करता है

मोटे तौर पर आईएचएस मार्किट के एक शोध प्रबंधक डेविड ग्रीन के अनुसार, तीन प्रकार के वायरलेस चार्जिंग हैं। चार्जिंग पैड हैं जो कसकर-युग्मित विद्युत चुम्बकीय प्रेरण या गैर-विकिरणकारी चार्जिंग का उपयोग करते हैं; चार्जिंग कटोरे या थ्रू-सतही प्रकार के चार्जर जो शिथिल-युग्मित या विकिरण विद्युत चुम्बकीय गुंजयमान चार्ज का उपयोग करते हैं जो कुछ सेंटीमीटर चार्ज कर सकते हैं; और अनकैप्ड रेडियो फ़्रीक्वेंसी (RF) वायरलेस चार्जिंग जो कई फीट की दूरी पर एक ट्रिकल चार्जिंग क्षमता की अनुमति देता है।

दोनों कसकर युग्मित आगमनात्मक और शिथिल-युग्मित गुंजयमान चार्जिंग भौतिकी के एक ही सिद्धांत पर काम करते हैं: एक समय-बदलती चुंबकीय क्षेत्र तार के बंद लूप में एक वर्तमान को प्रेरित करता है।

यह इस तरह काम करता है:

एक चुंबकीय पाश एंटीना (कॉपर कॉइल) का उपयोग एक दोलनशील चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए किया जाता है, जो एक या एक से अधिक रिसीवर एंटेना में करंट पैदा कर सकता है। यदि उपयुक्त समाई को जोड़ा जाता है ताकि एक ही आवृत्ति पर लूप प्रतिध्वनित हो, तो रिसीवर में प्रेरित धारा की मात्रा बढ़ जाती है। यह गुंजयमान आगमनात्मक चार्ज या चुंबकीय अनुनाद है; यह ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच अधिक दूरी पर बिजली संचरण को सक्षम बनाता है और दक्षता बढ़ाता है। कुंड का आकार बिजली हस्तांतरण की दूरी को भी प्रभावित करता है। कॉइल जितना बड़ा होता है, या जितने अधिक कॉइल होते हैं, उतनी ही अधिक दूरी पर चार्ज हो सकता है।

उदाहरण के लिए, स्मार्टफोन वायरलेस चार्जिंग पैड के मामले में, तांबे के कॉइल केवल कुछ इंच के व्यास के होते हैं, जो उस दूरी को गंभीर रूप से सीमित करते हैं, जिस पर बिजली कुशलता से यात्रा कर सकती है।

लेकिन जब कॉइल बड़े होते हैं, तो अधिक ऊर्जा वायरलेस तरीके से स्थानांतरित की जा सकती है। कि एक दशक पहले एमआईटी में अनुसंधान से बनाई गई एक कंपनी है, सामरिक रणनीति, ने अग्रणी की मदद की है। यह ऑटोमोबाइल और पवन टरबाइन से लेकर रोबोटिक्स तक सब कुछ के लिए शिथिल-युग्मित गुंजयमान प्रौद्योगिकी को लाइसेंस देता है।

2007 में, MIT भौतिकी के प्रोफेसर Marin Soljačić ने साबित किया कि वे दो मीटर की दूरी पर बिजली स्थानांतरित कर सकते हैं; उस समय, उस स्थान पर बिजली हस्तांतरण केवल ४०% कुशल था, जिसका अर्थ था कि ६०% बिजली अनुवाद में खो गई थी। Soljačić ने उस वर्ष बाद में प्रौद्योगिकी का व्यवसायीकरण करने के लिए WiTricity की शुरुआत की, और तब से इसकी शक्ति-स्थानांतरण दक्षता बहुत बढ़ गई है।

WiTricity की कार चार्जिंग प्रणाली में, बड़े तांबे के कॉइल – रिसीवर के लिए व्यास में 25 सेंटीमीटर – 25 सेंटीमीटर तक की दूरी पर कुशल बिजली हस्तांतरण की अनुमति देते हैं। अनुनाद के उपयोग से उच्च स्तर की शक्ति (11kW तक) संचारित होती है और उच्च दक्षता (92% से अधिक एंड-टू-एंड), WiTricity CTO Morris Kesler के अनुसार। WiTricity, संधारित्र लूप में कैपेसिटर भी जोड़ता है, जो ऊर्जा की मात्रा को बढ़ाता है जिसे कैप्चर किया जा सकता है और बैटरी चार्ज करने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

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