发展历程

1890年，物理学家兼电气工程师尼古拉·特斯拉（NikolaTesla）就已经做了无线输电试验。

特斯拉构想的无线输电方法，是把地球作为内导体、地球电离层作为外导体，通过放大发射机以径向电磁波振荡模式，在地球与电离层之间建立起大约8Hz的低频共振，再利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。

但因财力不足，特斯拉的大胆构想并没有得到实现。

后人虽然从理论上完全证实了这种方案的可行性，但世界还没有实现大同，想要在世界范围内进行能量广播和免费获取也是不可能的。

因此，一个伟大的科学设想就这样胎死腹中。

2007年6月7日，麻省理工学院的研究团队在美国《科学》杂志的网站上发表了研究成果。

研究小组把共振运用到电磁波的传输上而成功"抓住"了电磁波，利用铜制线圈作为电磁共振器，一团线圈附在传送电力方，另一团在接受电力方。

传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场扩散到接受方，电力就实现了无线传导。

2014年2月，电脑厂商戴尔加盟了A4WP阵营，当时，阵营相关高层就表示，会对技术进行升级，支持戴尔等电脑厂商的超极本进行无线充电。

市面上的传统笔记本电脑，大部分电源功率超过了50瓦，不过超极本使用了英特尔的低功耗处理器，将成为第一批用上无线充电的笔记本电脑。

2017年10月，支持无线充电功能的手机大家庭，又迎来了3名新成员：iPhone 8、iPhone 8 Plus和iPhone X——它们都支持Qi无线充电标准，目的是给用户带来更大方便，手机本身看起来也更酷。

基本原理

电磁感应式

初级线圈一定频率的交流电，通过电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端，其实就是我们高中所学的电生磁，磁生电。

目前最为常见的充电解决方案就采用了电磁感应，事实上，电磁感应解决方案在技术实现上并无太多神秘感，中国本土的比亚迪公司，早在2005年12月申请的非接触感应式充电器专利，就使用了电磁感应技术。

磁共振

发送端能量遇到共振频率相同的接收端，由共振效应进行电能传输，由能量发送装置，和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量。

这是目前正在研究的一种技术，由麻省理工学院(MIT)物理教授Marin Soljacic带领的研究团队利用该技术点亮了两米外的一盏60瓦灯泡，并将其取名为WiTricity。

该实验中使用的线圈直径达到50cm，还无法实现商用化，如果要缩小线圈尺寸，接收功率自然也会下降。

中国科学院深圳先进技术院数字所的无线充电创新团队用磁共振技术实现无线充电，充电距离在半米以内都是有效的，充电效率非常高，在一个较近的距离，效率能达到90%以上，与有线充电的体验几乎一样。

目前，他们做出的无线充电系统，实现了发射线圈10cm以内都是接收区。

这意味着手机在此距离内可以随意“活动”，拿起、放下都没问题。用这种充电方式给手机充电和我们用充电线充电的功率相同。

目前为止，市面上常见的无线充电多采用“电磁感应耦合”方式，既接触式、感应式的充电方式。电动牙刷、Apple Watch以及三星S8系列的无线充电功能都采用了这种方式。

每次充电时，产品不需要通过一根电源线和电源相连。但“无线”也仅止于此，充电的底座需要插电，产品需要以小于5mm的距离准确贴合到充电板上的充电区域。

而现在提供无线充电设备的公共区域并不多，这种形式也不利于个人携带，所以效率并不高。

用磁共振技术实现的无线充电，优点不仅仅在于改善了接触式充电不够称心如意的用户体验，它还可以实现多设备同时充电，且不论手机还是其他设备外壳是金属还是玻璃材质，只要装备了接收线圈，都能充电。

电路中6.78MHz的频率能避免干扰电子设备和人体辐射伤害。

这种方式既能实现一定距离的无线充电，也有较高的充电效率，还不会浪费能量。

无线电波式

将环境电磁波转换为电流，通过电路传输电流，这是发展较为成熟的技术。

类似于早期使用的矿石收音机，主要有微波发射装置和微波接收装置组成，可以捕捉到从墙壁弹回的无线电波能量，在随负载作出调整的同时保持稳定的直流电压。

此种方式只需一个安装在墙身插头的发送器，以及可以安装在任何低电压产品的"蚊型"接收器。

电场耦合式

利用通过沿垂直方向耦合两组非对称偶极子而产生的感应电场来传输电力，这种方法的原理类似于电场的麦克斯韦定律。

这种概念已经被村田公司采纳，并被广泛引入新的设计。

该公司的做法是使用准静电电场并通过电容传输能量，这种电容则是由属于物理上分开的器件的两个电极组成。将这两个器件彼此靠近就能形成一个电容阵列，并用来传输能量。

制作一个无线充电器

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”未来，一张桌子上平铺着线圈，在有效距离内任意拿起或放下手机都可以充电。出门不用担心没带充电宝，也不用担心手机没电借不出充电宝，我们只需要走进一个商场，一家饮品店，又或是一家饭馆，在时间间隙中就可以完成充电。“

或许这种场景，在未来五年内就能成为现实。

说不定在不久的将来，特斯拉的大胆构想终将得到实现，人类将能够利用环绕地球的表面电磁波来传输能量。

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