像Wifi一样的“隔空充电”

付丽丽

据媒体报道，美国沃尔玛百货公司正在计划用小型电子屏幕取代货架上的纸质标签，这样就能快速、低成本地更改价格并进行促销。但又面临一个问题——屏幕需要电力。目前，沃尔玛正在同奥西亚公司合作，采取“远距离充电”技术（也称“隔空充电”）来解决这个问题。

隔空充电的原理并不深奥，它是‘无线充电技术的一种具体应用。所谓无线充电，是指采用非物理接触方式实现的电能无线传输技术。

能量守恒和转换定律在自然界普遍适用，电磁空间也不例外，这一点可以用“楞次定律”来证明。当线圈中的磁通量增加时，其中感应生成电流的方向与使它所产生的磁场方向相反，而当线圈中的磁通量减少时，则感应生成电流的方向与使它所产生的磁场方向相同。正因为电磁感应现象同样遵循能量守恒和转换定律，因此人们能够通过电磁感应来实现能量的转换和传播。

具体来讲，沃尔玛采用的这种隔空充电方式，是由一个电能发射器提供能量源，在特定的方向范围内发射一定频率的射频谱，由此创建一个三维的电磁能量空间。在该射频信号所覆盖的空间范围内的电子设备，如果配有相应频谱的信号接收装置就可以接收该信号，实现与发射端的电磁感应，从而可以隔空“收集”发射端经由空气传播而来的电磁能量，实现接收电子装置的无线充电。

沃尔玛隔空充电设备的工作原理和Wifi、蓝牙相似，由一个发射机和多个接收机组成。发射机内部集成了数百根微型天线，而接收机只有硬币大小，安装在需要充电的设备上。接收机会在电量较低时给发射机发送充电的请求信号，发射机接收到请求信号后以每秒100Hz的频率为设备充电。在控制充电的APP中，可以指定充电设备和充电策略，例如优先为电量低的设备充电，最多可以同时为32台设备进行充电。

除了这种隔空充电的方式外，当前常用的无线充电方式还有很多。

首先是电磁感应技术无线充电，又称为Qi标准无线充电。目前市面上小米、华为、苹果的最新机型应用的无线充电大多采用的是这种方式。用户可以将手机放在充电底座上充电而无需充电线。

其次是电磁共振无线充电，这种充电方式采用谐振器件使得发射端与接收端达到同一频率，而同样的共振頻率是能量转移的必要条件，通过磁场共振就能实现电磁能量的交换。相比于电磁感应，这种方式的优点是无需“紧贴”，智能手机充电距离可达10厘米，但其充电效率略低，通常不足70%。

此外，还有无线射频技术，该技术以空间电场作为能量传输媒介，在交流电磁场的作用下，产生交变电流，从而实现电能的远距离无线传递。这种方式的优点是充电距离远，不足是电磁辐射强、转换效率低。

但是，关于公众对无线充电可能带来的电磁辐射的担忧，需要企业和评测机构进行严谨的试验、广泛的科普宣传。由于无线充电的充电范围较大，未来在物联网领域将有广阔的应用前景。

（选自《科技日报》，有删改）

赏析

“隔空充电”这一新潮的概念吸引了读者的阅读兴趣。

文中主要运用了举例子、列数字、分类别等说明方法，使说明内容更加具体准确。通过列举“可以优先为电量低的设备充电”这一例子，真实具体地说明了控制充电APP的智能，使说明更有说服力，同时也用具体的数据，科学准确地说明了控制充电的APP可以充电的设备数量，增强了说明文语言的科学性和准确性。第六段到第九段向我们讲述了三种常用的无线充电方式，分别是电磁感应技术无线充电、电磁共振无线充电、无线射频技术，使文章思路清晰，逻辑条理。