Wie funktioniert Wireless Charging?

Was bereits seit Jahrzehnten Gang und Gäbe in der Medizin und Zahnpflege ist, findet seit einigen Jahren zunehmende Verbreitung auch bei Smartphones. Die Rede ist vom Wireless Charging. Was sich hinter dieser fast schon magischen Technik versteckt, lüfte ich heute bei einer weiteren Runde Brainfuck. Wireless Charging, zu deutsch kabelloses Laden, beschreibt die induktive Energieübertragung zwischen einem sogenannten Charging Pad und einem dazu kompatiblen Smartphone. Ohne sichtbarer Verbindung zwischen Ladestation und Smartphone, ja sogar bis zu einem Abstand von einigen Zentimetern, wird der Akku wie durch Geisterhand geladen. Wie so etwas funktionieren kann? Die Physik macht's möglich. Grundlage des Wireless Chargings bildet der Elektromagnetismus, So geht mit einem stromdurchflossenen Leiter immer auch ein Magnetfeld einher, gemäß der linken Handregel, wie ihr sie sicher noch aus der Schule kennt. Richtet man dabei den Daumen entlang des Elektronenstroms, also vom Minus- zum Pluspol, dann zeigen die restlichen Finger in Richtung der Magnetfeldlinien. Ein elektrisches Feld erzeugt also ein Magnetfeld. Kann ein magnetisches Feld demnach auch ein elektrisches Feld erzeugen? Japp, kann es. Unter dem Begriff elektromagnetische Induktion wird in einem benachbarten Leiter eine Spannung induziert. Ganz einfach, indem die freien Ladungsträger senkrecht zum Magnetfeld in Bewegung versetzt werden. Aber Achtung, ein gleichbleibendes Magnetfeld führt nur zu einem einmaligen Spannungsausschlag. Deshalb wird gesagt, dass nur ein sich veränderndes Magnetfeld in der Lage ist, eine Spannung dauerhaft zu induzieren und schließlich für Stromfluss zu sorgen. Wir fassen also zusammen. Elektrische Felder erzeugen immer auch Magnetfelder. Und Magnetfelder erzeugen nur dann elektrische Felder, wenn sie sich verändern. Der Elektromagnetismus mitsamt der Induktion bildet nun die Basis für jeden Elektromotor, Generator, Transformator, RFID-Chip und viele mehr. Und natürlich auch des Wireless-Chargings. Der Schlüssel zum kontaktlosen Laden liegt nun in der induktiven Kopplung zweier aufgewickelter Leiter, so genannter Spulen. Die erste Spule, auch Senderspule genannt, befindet sich im Charging-Pad und wird mit Wechselstrom betrieben. Dieser Wechselstrom wechselt namensgebend einige hunderttausend Mal in der Sekunde seine Richtung und damit auch die Richtung des einhergehenden Magnetfeldes. Das ständig wechselnde Magnetfeld ist nun in der Lage, Spannungen zu induzieren, vornehmlich in die sogenannte Empfängerspule, die sich im Smartphone befindet. Innerhalb der Reichweite der Senderspule erzeugt die induktive Kopplung einen Wechselstrom in der Empfängerspule, der anschließend noch in Gleichstrom umgewandelt wird und schließlich den Akku des Smartphones lädt. Während das Wireless-Charging eine tolle Ästhetik und Handhabung bietet und die Ladetechnik gegenüber dem kabelgebundenen Laden langlebiger und sicherer ist, gibt es wie so oft auch eine Kehrseite der Medaille. Das Wireless-Charging ist deutlich ineffizienter als der herkömmliche Ladevorgang. Damit erhöht sich auch der Energieverbrauch und zugleich sinkt die Ladegeschwindigkeit ab. Und nicht nur das, aufgrund der zwingenden Nähe zum Charging-Pad ist die Verwendung des Smartphones während des Ladens kaum mehr möglich. Ungeachtet dieser Nachteile sind die Zukunftsaussichten des Wireless-Chargings aber äußerst positiv. Durch die kontinuierliche Weiterentwicklung dieser Technik und die zunehmende Bedeutung durch die E-Mobilität wird sich das Laden ohne Kabel und Kontakte über kurz oder lang vermutlich durchsetzen. Und wer weiß, vielleicht laden sich unsere Smartphones schon bald durch das reine Tragen in der Hosentasche. Leute, es steckt mal wieder eine Menge Arbeit in diesem Video, deshalb würde ich mich freuen, wenn ihr mir zumindest eine Bewertung dalasst. Ansonsten gibt es über Patreon und seit neuestem auch direkt über Paypal die Möglichkeit, dieses YouTube-Projekt finanziell zu unterstützen. Danke vielmals für euren Support und bis zum nächsten Video!