무선 충전 역사, 방식, 원리, 장점, 단점

'20대를 위한 기본 상식 테스트!' 기본 상식 퀴즈 모음 - 여덟 번째

몇 년 만에 크게 바뀐 무선 충전 시장

 몇 년 전까지 스마트폰 무선 충전은 보편화되지 않았다. 애플 기준으로 아이폰8부터 무선 충전이 지원되었는데 이후 저변이 확대되어 요즘 출시되는 모든 스마트폰에는 무선 충전 기능이 필수일 정도로 보편화되었다. 이렇게 우리의 삶을 편하게 해주는 무선 충전에 대해서 알아보자.

 

130년 전부터 개발된 무선 충전 기술

 놀랍게도 무선 충전의 기술은 무려 130년 전인 1890년 경 니콜라 테슬라(전기 자동차 회사 테슬라의 그 테슬라가 맞다.)에 의해 이론적으로 적립되었다. 하지만 전력 전송 과정에서의 효율 문제로 크게 주목받지는 못했다. 그로부터 약 100년 후 2000년 경 필립스 사의 '무선 충전 전동칫솔'의 출시를 필두로 무선 충전 기술이 다시 수면 위로 떠올랐고 2012년 노키아 사가 무선 충전을 스마트폰에 접목하기 시작했다.

 

무선 충전의 충전 방식

 무선 충전의 충전 방식은 크게 두 가지이다.

 1. 자기 유도 방식
가장 보편화된 방식으로 전자기 유도를 이용해 전력을 전송하는 방식이다. 무선 충전기 내부의 코일에 교류가 흐르면 충전기 내부의 코일에 자기장이 유도된다. 이렇게 유도된 자기장의 기기 내의 코일에 자기장을 유도하고 이렇게 유도된 자기장이 전기장을 유도하는 방식으로 전력을 전달하게 된다.

 자기 유도 방식에는 국제표준(Qi)이 존재한다. 유효 충전거리가 약 4mm로 매우 짧다는 단점이 있다.

 2. 공진 유도 방식
 공진 유도 방식은 충전기와 기기 사이의 임피던스 일치를 통한 공명 현상을 이용한 방식이다. 유효 충전 거리가 약 10cm로 자기 유도 방식에 비해서 길다는 장점이 있다. 또한 공진 유도 방식의 장점은 높은 에너지 전달 효율이다. 이상적인 상황에서의 에너지 효율이 98%에 달한다고 한다.

 

 이러한 장점에도 까다로운 개발 조건과 안정성 문제로 공진 유도 방식 충전을 채택한 스마트폰은 아직 없다.

무선 충전의 장점

편리성

유선 충전의 최대 단점은 '선'이 있다는 것이다. 선이 없다는 것 자체로도 굉장히 큰 장점이다.

 

충전 단자 마모/파손 위험 감소

필요할 때만 유선 충전을 사용하면 되기 때문에 충전단자의 마모/파손이 줄어든다.

 

호환성

대부분의 모바일 기기들이 자기 유도 방식의 국제 표준인 Qi 방식을 채택하고 있기 때문에 호환성이 매우 높다.

 

무선 충전의 단점

효율

 유선 충전에 비해 낮은 효율을 보인다. 이는 환경문제와 발열 문제로도 직결된다. 무선충전의 효율이 60 ~ 86% 임을 감안하면 14 ~ 40%의 전력을 쓰레기통에 버리고 있다고 생각해도 무방하다. 이러한 자원 낭비는 환경에 악영향을 미칠 수밖에 없다. 또한 버려지는 전력이 대부분 열로 방출되기 때문에 사용자는 유선 충전에 비해 큰 발열을 감수해야 한다.

 

호환성

 무선 충전의 호환성은 장점이자 단점이 될 수 있다. 대부분의 모바일 기기들이 Qi 방식의 충전기와 호환이 되겠지만 만약 되지 않는다면 무료로 제공되는 무선 충전 인프라를 이용할 수없게 된다.

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