電磁誘導によるワイヤレス充電の仕組みとは?

電磁誘導によるワイヤレス充電の仕組み

送電側コイルに交流電流を流すと磁場が発生し、それが受電側コイルに電圧を誘導することで電流が流れる。これによりケーブルなしで電力を伝えることが可能になる。距離や位置の調整が重要な技術要素である。

電磁誘導によるワイヤレス充電の仕組みとは?

スマホを台の上にポンッと置くだけで、いつの間にか充電が始まっている──
そんなワイヤレス充電、使ったことありますよね。


ケーブルを挿さなくていい。
向きを気にしなくていい。
ただ置くだけ。
とっても便利。


でもその一方で、こんな疑問も浮かびませんか。


くっつけてもいないのに、どうして電気が届くのか。
コードも金属の接点もないのに、なぜ充電できてしまうのか。


ちょっと不思議。
下手すると、魔法みたいにも見えます。


この不思議の正体こそが「電磁誘導(でんじゆうどう)」
発電機や自転車のライトと同じ、あの原理が、実はスマホの充電にも使われているんです。


電気を直接流しているわけではありません。
見えないところで、磁界が変化し、その影響がスマホ側に伝わっている。
だから、触れていなくても充電できる。


このページでは、 電磁誘導によるワイヤレス充電のしくみについて、専門用語はできるだけ抑えつつ、身近なたとえを使って解説していきます。



電磁誘導ってなに?おさらいしよう!

電磁誘導とは、磁石の力(磁界)を変化させて、コイルの中に電気を生み出す現象のこと。


ポイントは「磁界が変化すること」


磁界の変化を感じたコイルの中では、電子が動き出して電流(=電気)が発生するんです!


つまり、「動く磁石」と「コイル」があれば、電気は“線なし”でも生まれちゃうってこと!


ワイヤレス充電器の中では何が起こってる?

実は、ワイヤレス充電器の中にも、スマホの中にも、共通して入っている部品があります。


それが、 コイル──
導線をぐるぐる巻いた、あの部品です。


「置くだけ充電」の裏側では、このコイル同士が、見えないやり取りをしているんですね。


まずは全体の流れを、整理して見てみましょう。


  1. 送電コイルが磁界をつくる
  2. 受電コイルが変化を受け取る
  3. 電磁誘導で電流が生まれ充電される


これが電磁誘導による充電のおおまかな流れです。
ここからは、この流れを一つずつ見ていきます。


h4
① 送電コイルが磁界をつくる

ワイヤレス充電器では、まず内部の送電コイルに電流を流します。


すると、その周囲に磁界が発生。
しかもこの磁界、一定ではなく、 常に変化するように制御されています。


止まった磁界では意味がありません。
変化しているからこそ、次のステップにつながるんです。


h4
② 受電コイルが変化を受け取る

充電器のすぐ上に置かれたスマホ。
その中にも、受電コイルが入っています。


送電コイルが生み出した磁界が変化すると、その影響が、すぐ近くにある受電コイルに届きます。


磁界の変化を「感じ取る」ことで、受電コイルが反応する
これが、電磁誘導の出番です。


h4
③ 電磁誘導で電流が生まれ充電される

磁界の変化を受けた受電コイルでは、内部の電子が動かされ、電流が発生します。


この電流が、バッテリーに送られて、スマホの充電が進む。


つまり、電気そのものが飛んでいるわけではありません。 磁界の変化を通じて、電気が生まれているんです。


線はない。
接点もない。


でも、磁界という「見えない橋」を渡って、エネルギーが伝わっているわけです。


ワイヤレス充電は、送電コイルがつくる磁界の変化を受電コイルが受け取り、電磁誘導によって電流を生み出す仕組みで成り立っています。


どんなときワイヤレス充電がうまくいかない?

電磁誘導を使ったワイヤレス充電、置くだけで使えて本当に便利ですよね。


ただしこの仕組み、実はけっこう繊細
「なんか充電されてないんだけど?」
という場面には、ちゃんと理由があります。


ポイントは、 位置・距離・間にあるもの
順番に見ていきましょう。


h4
コイルの位置がズレているとNG

ワイヤレス充電では、充電器側の送電コイルと、スマホ側の受電コイルが、しっかり向かい合う必要があります。


この位置がズレてしまうと、磁界の変化をうまくキャッチできません。


コイル同士が重なる位置にあることが、充電成功の大前提
少しズレただけで反応が弱くなるのは、このためです。


h4
距離が離れすぎるとNG

電磁誘導で使われる磁界は、そこまで強いものではありません。


そのため、有効なのは 数ミリ〜せいぜい数センチ程度


スマホが浮いていたり、分厚いケースで距離ができてしまうと、磁界が届きにくくなり、充電が不安定になります。


「置いてるのに充電されない」
そんなときは、距離を疑ってみるのが正解です。


h4
金属などを挟むとNG

スマホと充電器の間に、金属の板や金属製のケースがあると要注意。


金属は磁界を乱したり、さえぎったりしてしまいます。


結果として、磁界の変化がうまく伝わらず、電磁誘導が起きにくくなる。


だから、金属プレート入りのケースや、硬貨を挟んだ状態では、充電が止まってしまうことがあるんですね。


ワイヤレス充電は、コイルの位置・距離・間にある物の影響を強く受けるため、スマホを充電台に正しく近づけて置くことが安定動作のカギになります。


電磁誘導を使ったワイヤレス充電の仕組みってのはよ、「送る側の磁界の変化を受け取る側のコイルがキャッチして電流を生み出す」っていう、まるで魔法みてぇな技術なんだぜ!でもその魔法、ちゃんと物理のルールに則ってるってわけだ、しっかり覚えとけよ!