Как Никола Тесла на самом деле заряжал свой смартфон?

Имя Теслы действительно ассоциируется с беспроводной зарядкой, но эту связь легко переоценить. Тесла экспериментировал с резонансными катушками и высокочастотным переменным током, и прославился своими впечатляющими демонстрациями, в которых лампы загорались без прямого проводного соединения. Он стремился к чему-то гораздо более грандиозному, чем просто зарядная площадка для телефона. Например, к крупномасштабной беспроводной передаче энергии на большие расстояния.

Тесла считал, что Землю и ионосферу можно использовать как гигантский резонатор, по которому электрические колебания распространяются на тысячи километров с малыми потерями. Его идея заключалась в том, чтобы создавать мощные высокочастотные разряды с помощью специальных башен, «раскачивать» эту глобальную систему и принимать энергию в любой точке мира с помощью настроенных резонансных приёмников — почти как радиосигнал, но не для информации, а для реальной мощности. В его воображении это выглядело как мир без проводов, где электричество доступно повсюду, стоит лишь «подключиться» к колебаниям самой Земли.

Современная зарядка смартфонов использует гораздо более скромную и практичную версию того же основного принципа. Она не передает электричество через всю комнату. Это индуктивная связь на расстоянии всего нескольких миллиметров.

Зарядная площадка содержит катушку проволоки. Когда через эту катушку протекает переменный ток, она создает изменяющееся магнитное поле. В телефоне также находится катушка. Когда изменяющееся магнитное поле проходит через катушку телефона, оно индуцирует там электрический ток.

Электроника телефона преобразует этот ток в необходимое напряжение и силу тока для безопасной зарядки аккумулятора.

Вот такая базовая схема

По сути, это маленький трансформатор, разделённый на две половины с воздушным зазором между ними. В сетевом зарядном устройстве эти катушки плотно прилегают друг к другу внутри одного корпуса. В беспроводной зарядке одна катушка находится в зарядной панели, а другая — в телефоне.

Иллюстрация смартфона на беспроводной зарядной панели с выровненными зарядными катушками.

Важность правильного расположения заключается в том, что магнитная связь быстро ослабевает с расстоянием и неправильным позиционированием. Если катушки расположены по центру, зарядка работает эффективно. Если телефон смещен слишком сильно, зарядка замедляется или прекращается. Именно поэтому у многих зарядных площадок есть «оптимальное положение», и именно поэтому в новых системах, таких как MagSafe от Apple, используются магниты для правильного размещения катушек.

Эффективность беспроводной зарядки ниже, чем у проводной. Часть энергии теряется в виде тепла, поэтому беспроводная зарядка часто приводит к нагреву телефона и планшета.

Тесла, вероятно, сразу бы понял главную идею. Переменный ток, катушки, резонанс и передача энергии без прямого контакта. Что его, скорее всего, удивило бы, так это масштаб.

Вместо гигантских башен и беспроводной передачи энергии по всему городу, эта идея нашла свое наиболее успешное воплощение в объекте, достаточно маленьком, чтобы поместиться в кармане.

Отчасти поэтому это так увлекательно. Концепция, когда-то представленная как футуристическое зрелище, в итоге превратилась в незаметное удобство на прикроватной тумбочке. И это не революция в электросети, а очень элегантный способ подзарядки смартфона.