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Zwei Leiterschleifen reichen zur Energieübertragung

In der Schleife des Ladegeräts wird durch elektrischen Strom ein Magnetfeld erzeugt. Die Leiterschleife des Smartphones befindet sich aber im gleichen Magnetfeld, so dass Strom hindurch fließt, sobald das Magnetfeld entsteht. Durch Wechselstrom kann dieser Prozess einige hunderttausend- oder millionenmal pro Sekunde ablaufen. Aber die Verbindung zwischen zwei Leiterschleifen ist nicht so perfekt wie eine einfache Drahtverbindung. Es gibt viele Möglichkeiten, wie dabei Energie verloren gehen kann.

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Wenn ein Teil des erzeugten Magnetfelds außerhalb der Leiterschleife des Smartphones ist, dann geht die Energie verloren, mit der es aufgebaut wurde. Außerdem verliert das Magnetfeld mit wachsendem Abstand an Stärke, was auch die Effizienz senkt. In der Praxis erreicht die Effizienz selbst unter guten Bedingungen kaum mehr als 90 Prozent. Sie fällt stark, wenn die Entfernung zwischen den Leiterschleifen mehr als ein Zehntel ihres Durchmessers erreicht oder wenn die Leiterschleifen stark unterschiedliche Durchmesser haben. In der Praxis liegen die Werte im Bereich von 60 bis 65 Prozent.

Das Ladegerät kann leicht feststellen, ob gerade ein Smartphone geladen wird und wie effizient es das tut. Denn der induzierte Strom in der Leiterschleife im Smartphone erzeugt selbst wieder ein Magnetfeld, das dem Magnetfeld des Ladegeräts entgegenwirkt. Das erzeugt einen zusätzlichen Widerstand im Ladegerät selbst. Je mehr Energie übertragen wird, desto größer wird er. Dadurch können Ladegeräte als Flächen mit vielen verschachtelten Leiterschleifen gebaut werden. Durch Messung des Widerstands kann das Ladegerät bestimmen, über welcher Leiterschleife das Smartphone liegt und nur diese mit Strom für die Übertragung versorgen. Ohne diese Verschachtelung ist das Ladegerät auf eine sehr genaue Positionierung des Smartphones angewiesen.

Die Ladegeräte müssen verbrannte Finger verhindern

Mit dem gleichen Effekt können Smartphone und Ladegerät aber auch ohne zusätzliche Ausstattung kommunizieren. Das Smartphone muss nur kurzfristig durch einen Transistor den Widerstand in der Leiterschleife erhöhen, um den Stromfluss in der Schleife abzuschwächen und gleichzeitig den Widerstand im Ladegerät zu reduzieren. Das ist nicht nur wichtig, um Strom zu sparen und die Stromübertragung nur dann anzuschalten, wenn auch ein Empfänger vorhanden ist. Die Magnetfelder können auch in metallischen Gegenstände wie Münzen elektrische Ströme induzieren, die die Gegenstände dann ähnlich wie ein Induktionsherd aufheizen würden. Die Ladegeräte müssen solche Situationen erkennen und rechtzeitig abschalten, damit sich niemand an einer Münze oder einem Schlüssel auf der Ladefläche die Finger verbrennt.

Die Kommunikation dient auch dazu, den passenden Lademodus zwischen beiden Geräten zu finden, damit das Smartphone nicht durch zu viel Strom beschädigt wird. Der maximale Ladestrom kann also rein softwaregestützt begrenzt werden. Deshalb ist es bemerkenswert, wenn die neuen iPhones anders als die Konkurrenz nur drahtloses Laden mit 7,5 Watt Leistung unterstützen, auch wenn aktuelle Standards das Doppelte zulassen und ähnliche Leistungen von Schnellladegeräten geliefert werden.

Will Apple proprietäre Ladegeräte anbieten?

Es ist gut möglich, dass sich Apple damit eine Hintertür offen lassen will, um teure proprietäre Ladegeräte mit höherer Ladeleistung zu verkaufen. Diese müssten nur erkennen, ob ein Apple Produkt auf der Ladefläche liegt und könnten dann das Protokoll des Wireless Qi Standards umgehen. Wer kein Apple Ladegerät kauft, wäre weiterhin auf 7,5 Watt beschränkt. Wem diese Ladeleistung reicht, der kann sich beim Händler des geringsten Misstrauens gleich mehrere Wireless Qi Ladepads für den Preis eines 1 Meter langen originalen Apple-USB-Kabels kaufen.

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 Wireless Qi: Wie die Ikealampe das iPhone lädtResonante Spulen sind toleranter, aber weniger effizient 
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Eheran 26. Sep 2017

Ich zitiere mich selbst: ... ist sowas von augenblicklich unten durch. Wenn sie Interesse...

mich 21. Sep 2017

Und: Natürlich sind Watt-Angaben besser vergleichbar, als Ampere-Angaben, denn die...

User_x 20. Sep 2017

https://photos.app.goo.gl/iBcGLXSt6MWsKshB3 gekauft im IKEA Wallau so langsam gibt's mehr...

Frank... 19. Sep 2017

Guter Punkt. In dem Text den ich geschrieben hatte, fing der zweite Absatz noch so an...

Eheran 17. Sep 2017

Weil der Akku dabei nicht heiß wird. Solange die Diffusion nicht limitiert (was bei <=1C...


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