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Ist drahtloses Laden gesundheitsschädlich?
Ein Zinnfolienhut und ein Bleihöschen machen das Negative wieder wett ... Entschuldigung, ein Scherz. Zusicherungen über gefährliche Strahlung von drahtlosen Ladegeräten können nur mit einem herablassenden Lächeln getroffen werden. Wie das Sprichwort sagt, studiere keine Physik und dein Leben wird voller Wunder (und / oder unbegründeter Ängste) sein. Wenn das Telefon in einem Abstand von zwei Zentimetern über der Oberfläche der Station den Ladevorgang beendet und sogar das kabellose Laden erkennt, woher kommt dann die Strahlung, die meterweit „schlägt“ und das Gehirn und das Fortpflanzungssystem ausbrennt?
Jede Sekunde, in der Sie von Funkwellen der Mobilfunkkommunikation, Wi-Fi, Bluetooth, TV- und Radiosendung und vielen anderen Signalen in verschiedenen Bereichen durchbohrt werden, sind Sie einem elektromagnetischen Feld von einem Computer, einem Elektrogerät und sogar elektrischen Kabeln in den Wänden ausgesetzt, und eine funktionierende Mikrowelle ist wie ein "Phonet". ! Und das alles hat absolut keine Auswirkungen auf Sie, denn es ist keine ionisierende Strahlung (dh keine Strahlung).
Wissenschaftler haben jahrzehntelang die Wirkung nichtionisierender Strahlung auf den Menschen untersucht, und in dieser Zeit wurde mehr als einmal bewiesen, dass die einzige wirkliche Gefahr für Menschen durch langfristige enge Umarmungen mit starken ungeschirmten Emittern wie einem Militärradar, einer zellulären Basisstation, die genau auf Sie gerichtet ist, in der Ferne besteht ein paar Meter oder Mikrowelle ohne Tür. Und der Schaden wird in der Erwärmung von Wassermolekülen in Zellen und der Denaturierung von Proteinen liegen.
Die einzige Empfehlung, die sich zumindest irgendwie auf drahtlose Ladegeräte für Smartphones auswirkt, besteht darin, kein funktionierendes Ladegerät zum Schrittmacher zu bringen. Gemäß den Anweisungen für Medizinprodukte ist jede fremde starke Strahlung im Allgemeinen kontraindiziert. Gleichzeitig gibt es keine Hinweise oder Fälle für die Auswirkung der Qi-Aufladung auf den Schrittmacher. Darüber hinaus wurde bereits ein drahtloses Laden für die Herzschrittmacher selbst entwickelt.
Das kabellose Laden kann einer Person in keiner Weise schaden. Aber für sich selbst - ganz, wenn Sie einen Metallgegenstand zwischen Telefon und Station lassen (wie eine Münze auf dem Foto). Elektromagnetische Induktion ist so etwas.
Foto: Wireless Power Consortium
Wenn Sie sich jedoch ein solches Ziel setzen, kann die Verwendung des kabellosen Ladens Ihrem Smartphone wirklich schaden. Tatsache ist, dass Qi-Stationen zwar Fremdmetallobjekte erkennen können, die sich zwischen den beiden Spulen verfangen haben, einige dünne Objekte wie Büroklammern oder dekorative Einsätze auf dem Gehäuse jedoch unbemerkt bleiben können. Sobald sich das Metall über der sendenden Induktionsspule befindet, beginnt es sich unweigerlich zu erwärmen. Ein paar Minuten reichen aus, damit sich dieselbe Büroklammer erwärmt und der Kunststoff schmilzt.
Welche Art von Netzteil benötigen Sie zum kabellosen Laden?
Der Wirkungsgrad des kabelgebundenen Ladens beträgt etwa 97%, dh es gibt praktisch keinen Energieverlust. Die Effizienz des kabellosen Ladens liegt jedoch zwischen 60 und 75%. Theoretisch sozusagen unter sphärischen Bedingungen im Vakuum. In der Realität wird die Ladeeffizienz des Qi-Standards durch die Position des Telefons auf der Ladestation (dh die Position der Induktionsspulen relativ zueinander), ihre Eigenschaften und Abmessungen beeinflusst.
In diesem Jahr wetteiferten Tech-News-Sites miteinander, um die "Studie" eines Enthusiasten erneut zu veröffentlichen, in der Geschwindigkeit und Stromverbrauch von kabelgebundenen und kabellosen Ladegeräten verglichen wurden. Natürlich waren die Ergebnisse nicht für letztere, und die Effizienz des Induktionsladens variierte von Station zu Station und hing besonders stark von der Position des Smartphones auf ihnen ab. Wenn wir den Wirkungsgrad des kabelgebundenen Ladens auf 100% setzen, variiert der Wirkungsgrad von Qi zwischen 20% und 53%, und der ursprüngliche Google Pixel Stand zeigte das beste Ergebnis - 61%. Die Studie befasste sich zwar nicht mit der Geschwindigkeit oder Wärmefreisetzung von drahtlosen Ladegeräten, sondern mit ihrem Stromverbrauch. Der Autor führte den Leser zu dem Schluss, dass der Stromverbrauch und die Belastung der Stromnetze zunehmen werden, wenn mindestens die Hälfte der 3 Milliarden Smartphones der Welt über Funk mit einer solchen Effizienz aufgeladen werden. Einerseits kann man mit Mathematik nicht streiten. Mit einem anderen,Die enttäuschende Schlussfolgerung beruht auf der Wahrscheinlichkeit „wenn nur, aber wenn nur“, und der Energieverbrauch in der Welt wächst aufgrund der Digitalisierung der Gesellschaft bereits.
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Aufgrund der geringen realen Effizienz des Induktionsladens müssen wir die Ladestation an ein Hochleistungsnetzteil anschließen. Wenn eine 5-Watt-Station an ein 5-Watt-Ladegerät angeschlossen ist, ist die Ladegeschwindigkeit des Smartphones aufgrund von Verlusten ... höchstwahrscheinlich keine, da die resultierende Leistung an der Empfangsspule des Smartphones geringfügig höher ist als der Stromverbrauch des Telefons im Standby-Modus. Hersteller von Qi-Stationen empfehlen die Verwendung von Netzteilen mit einer um 30-40% höheren Kapazität als beim Qi-Laden. Daher empfiehlt Apple den Kauf eines Adapters mit einer Leistung von mindestens 20 W für das neue 15 W MagSafe für das iPhone 12. Zum Glück nicht unbedingt von Apple gemacht. Wir haben die Ladegeschwindigkeit eines iPhone 12 Pro über MagSafe verglichen, wenn es an einen originalen Apple 20W-Adapter und einen winzigen angeschlossen istAnker Nano für die gleichen 20 Watt. Der Unterschied zwischen den beiden Netzteilen führt zu einem unbedeutenden Fehler - 188 Minuten beim Apple 20W-Ladegerät und 190 Minuten beim Pairing mit dem Anker Nano 20W. Beim Laden über diese Netzteile nicht über MagSafe, sondern direkt über das Kabel wurde der Akku in derselben Zeit von 104 Minuten aufgeladen.
Apropos MagSafe. Formal sind alle iPhones mit einem Qi-Empfänger mit dem neuen Apple-Ladegerät kompatibel, aber nur die iPhone 12-Familie wird mit einer maximalen Leistung von 15 Watt aufgeladen, während die vorherigen Smartphone-Modelle nur 5 Watt aufladen. Außerdem bemerkten Rezensenten eine seltsame Inkompatibilität von MagSafe mit leistungsstarken Netzteilen für MacBook - gepaart mit einem 96-Watt- MagSafe- Adapter, der nur bis zu 10 W "schwang"... Es wird angenommen, dass der Laptop-Adapter einfach nicht über das für MagSafe erforderliche Leistungsprofil verfügt.
Früher haben wir auch empfohlen, Netzteile für unsere drahtlosen Ladegeräte zu kaufen, die etwa 40% leistungsstärker sind. Jetzt sind die leistungsstärksten Qi-Stationen wie der Anker PowerWave II-Stand einfach mit einem Netzwerkadapter mit der erforderlichen Leistung ausgestattet. Wenn Ihr Qi-Ladegerät kein Kabel enthält, kaufen Sie ein garantiert gutes Kabel - billige unbenannte USB-Kabel können oft keine hohen Ströme übertragen, und selbst 0,5 A können nicht an Kabel mit der niedrigsten Qualität gesendet werden .
Ist das Aufladen eines drahtlosen Smartphones gefährlich?
Wir riskieren zu überraschen, aber ja. Sowie kabelgebundenes Laden. Und wie gefährlich für den Akku ist das Fehlen eines Ladevorgangs und eine tiefe Entladung! Batterien sterben im Allgemeinen an Leben. Die Geschwindigkeit, mit der das unvermeidliche Ende endet, wird weitgehend nur von der Intensität des Batterieverbrauchs beeinflusst. In gewisser Weise folgen Lithium-Ionen-Batterien dem Vertrag "Lebe schnell, stirb jung" - je schneller die Batterie keine Lade- / Entladezyklen mehr hat, desto schneller verliert sie an Kapazität und muss ersetzt werden.
Beachten Sie, dass es sich um eine Ressource handelt, die in der Anzahl der Ladezyklen ausgedrückt wird. Der Batterie selbst ist es egal, wie sie versucht, die Ladung wieder aufzufüllen: über ein Kabel oder eine Induktionsspule - der Leistungsregler bringt den ankommenden Strom auf die gewünschten Eigenschaften und liefert ihn erst dann an die Batterie.
Aber es gibt keinen Rauch ohne Feuer. Woher kommen die städtischen Legenden über die Gefahren des drahtlosen Ladens? In diesem Mythos steckt etwas Wahres, nur nicht dort, wo die meisten unwissenden Smartphone-Besitzer glauben. Um es noch einmal zu wiederholen: Der direkt an die Batterie gelieferte Strom unterscheidet sich je nach Lademethode nicht, so dass bei Verwendung des Qi-Standards im Prinzip keine "Beschädigung durch Induktionsströme" auftreten kann. Die Batterie wird nur durch Erhitzen auf hohe Temperaturen beschädigt, was den Abbau von Anode und Kathode beschleunigt und infolgedessen zu einer Kapazitätsabnahme und in besonders schweren Fällen sogar zu einem Kurzschluss führt. Ein beschleunigter Batterieverschleiß wird beobachtet, wenn er sich über 30 ° C erwärmt, dh die Temperaturschwelle ist spöttisch klein und liegt unter der Temperatur des menschlichen Körpers.
Lassen Sie uns zählen und herausfinden. Der Wirkungsgrad des Qi-Ladens liegt bei ca. 60%, der größte Teil der verlorenen Energie wird in Wärme umgewandelt, die die Spulen und damit das Smartphone und damit den Akku erwärmt. Ein wichtiger Punkt - für den höchsten Wirkungsgrad müssen die Spulen in der Station und im Smartphone genau übereinander liegen. Wenn sie verschoben werden, muss die Station die Leistung erhöhen, was zu einer erhöhten Erwärmung führt.
Günstige unbenannte Qi-Ladegeräte verderben Ihr Smartphone nicht, aber sie können sich selbst verderben - Einsparungen bei der Elementbasis und schlechtes Löten können zu einem Kurzschluss führen. Und es ist gut, wenn es kein Feuer gibt.
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Smartphones können nur auf natürliche Weise abkühlen, sodass ein solides Gehäuse die Wärmeableitung erheblich beeinträchtigt. Dies bedeutet nicht, dass Abdeckungen im Namen der Batteriesicherheit unbedingt entfernt werden müssen - eine neue Batterie kostet in ein paar Jahren weniger als ein möglicherweise defekter Bildschirm. Das Cover trägt aber dennoch zur Überhitzung des Smartphones bei.
Daher empfehlen wir nicht, einem Smartphone mithilfe eines Qi-Empfängers eine kabellose Ladefunktion in Form einer dünnen Platte mit Stecker hinzuzufügen. Smartphones ohne Qi-Spule sind einfach nicht dafür ausgelegt, dass Induktionsströme durch sie fließen, und die Induktionsspule beginnt sich hinten aufzuheizen. Wenn Sie einen solchen Empfänger verwenden, kommt es im besten Fall zu einer sehr schnellen Verschlechterung der Batterie aufgrund von Überhitzung, im schlimmsten Fall zu beschädigten MEMS-Komponenten wie Kompass oder Gyroskop.
Solche Qi-Empfänger für Smartphones können für 200-300 Rubel gekauft werden, aber ein imaginärer Komfort kann zu einer Beschädigung des Akkus und der mikromechanischen Komponenten des Smartphones führen.
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Trotzdem wurde der Qi-Standard für drahtloses Laden von Lazarus nicht zufällig entwickelt. Es wurde vorgeschlagen, die Befüllung von Smartphones mit einer Isolierplatte zu schützen, die möglichen negativen Auswirkungen einer Überhitzung zu berechnen und die Leistung auf garantierte sichere Werte zu beschränken (die gleichen 5 W in den ersten Überarbeitungen des Standards, jetzt 15 W).
Selbst im schlimmsten Fall verwandelt das kabellose Laden Ihr Telefon nicht in eine Pfanne. Smartphones verfügen über einen eingebauten Wärmesensor, der verhindert, dass sich der Akku über 45 ° C erwärmt. Wenn eine Überhitzung festgestellt wird, z. B. aufgrund eines dicken Gehäuses, das verhindert, dass das Telefon auf natürliche Weise abkühlt, muss der Leistungsregler die zugeführte Leistung reduzieren.
Hier geht es jedoch um die ursprünglichen Qi-Spezifikationen mit einer grundlegenden 15-W-Ladelimitgrenze für Smartphones. Was ist mit schnellen drahtlosen Ladegeräten?
Ist kabelloses Hochleistungsladen gefährlich oder nicht?
Das Aufladen eines modernen Smartphones über eine 5-W-Funkstation ist eine sehr meditative Aktivität, die nur dann sinnvoll ist, wenn das Telefon die ganze Nacht auf dem Nachttisch liegt. Für diejenigen, die natürlich nicht sechs Stunden warten möchten, bieten Smartphone-Hersteller eigene Schnellladegeräte an, die nur mit bestimmten Geräten ihrer eigenen Marke mit voller Kapazität arbeiten. So hat Huawei SuperCharge für 27 W und 50 W, OPPO hat AirVOOC für 65 W eingeführt und Xiaomi hat im November 2020 das kabellose Laden von 80 W angekündigt, mit dem ein 4000-mAh-Akku in 19 Minuten aufgeladen werden kann.
Wunder der Technologie von Xiaomi - Aufladen des Mobiltelefons in 18 Minuten. Was ist mit der Batterietemperatur? Noch nicht bekannt.
Erstaunliche Kraft und theoretisch erstaunliche Wärmeableitung. Beachten Sie, dass sich die Geräte beim kabelgebundenen Laden ebenfalls erwärmen und diese Heizung von der Ladeleistung abhängt (vorausgesetzt, das Smartphone selbst wird zu diesem Zeitpunkt nicht verwendet, da sonst die Heizung viel höher ist). Bei der drahtlosen Energieübertragung wird jedoch mehr Wärme freigesetzt. Dementsprechend erwärmt sich das 5-W-Qi-Ladegerät extrem unbedeutend, 15 W mehr, aber so sollte sich das Smartphone erwärmen, das über eine 80-Watt-Funkstation mit Strom versorgt wird ... Tatsächlich können wir diese Frage noch nicht mit Sicherheit beantworten, Xiaomis superstarkes Laden ist noch nicht in die Serie aufgenommen worden, und es wurden noch keine echten unabhängigen Tests durchgeführt.
Wir haben also mehr oder weniger die Wärmeableitung von schnellen drahtlosen Ladegeräten herausgefunden - theoretisch ist sie höher, aber in der Praxis wird die Erwärmung durch Temperatursensoren und die Trennung von hoher Leistung in zwei separate Sendespulen gesteuert. Es gibt jedoch noch einen weiteren möglichen negativen Faktor, der sowohl für das kabelgebundene als auch für das kabellose Schnellladen üblich ist - einen erhöhten Strom, der der Batterie zugeführt wird.
Beim Entladen und Laden einer Lithium-Ionen-Batterie werden positive Lithium-Ionen zwischen Anode und Kathode übertragen. Je höher die Lade- oder Entladeleistung ist, desto schneller verlassen die Ionen eine Elektrode und heften sich an die andere. Während des Betriebs der Batterie nutzen sich Anode und Kathode unweigerlich ab, und ein schnelles Laden beschleunigt diesen Vorgang geringfügig. Wie viel? Wenn Sie eine ausschließlich "schnelle" Methode verwenden, tritt der Kapazitätsunterschied zu einem langsam geladenen Akku nach zwei Jahren oder ungefähr 500-600 Zyklen auf. Bei einem solchen Verschleiß ist es jedoch grundsätzlich sinnvoll, den Akku auszutauschen, da er zwangsläufig 10-15% seiner Kapazität verliert. Wir betonen, dass dieses Problem bei der Verwendung von kabelgebundenen und kabellosen Hochleistungsladegeräten auftritt.
Warum können einige Smartphones immer noch 5 W kabellos aufladen?
Der Qi-Standard wurde sofort offen erstellt, sodass Gerätehersteller keine Lizenzgebühren für die Installation einer Qi-Induktionsspule zahlen. Dementsprechend ist die Qi-Unterstützung nur eine Frage der Kosten des Induktionsmoduls und der Neugestaltung der Interna des Smartphones. Jedes Unternehmen kann frei entscheiden, ob es Qi-Unterstützung implementiert oder nicht, und welche Spule zu integrieren ist.
In der Welt der Produkte mit einer Auflage von Zehntausenden und Hunderttausenden (und denen, die Glück mit der Nachfrage haben - und Millionen) Stück ist es nicht überflüssig, auch nur ein paar Cent zu sparen. Beispielsweise betrugen beim iPhone X die Anschaffungskosten für Komponenten für die Implementierung des drahtlosen Ladens 6 USD. Und dies ist ein Mega-Großhandelsrabatt für einen angesehenen Kunden, und dies gilt für eine Spule mit einer Empfangsleistung von nicht mehr als 7,5 Watt. Für ein Flaggschiff für 1000 US-Dollar reichen die zusätzlichen 6 US-Dollar im Selbstkostenpreis nicht aus, was nicht für Android-Handys der Einstiegs- und Mittelklasse gilt, deren Hersteller nicht abgeneigt sind, Geld zu sparen, um die Wettbewerbsfähigkeit unter Gleichen zu steigern.
Das Palm Pre war seiner Zeit als erstes Mainstream-Telefon mit kabellosem Laden voraus. Und dies ist im Jahr 2009, ein Jahr vor dem Erscheinen von Qi, zwei Jahre vor dem ersten Android-Hintergrund mit optionaler Qi-Abdeckung und sechs Jahre vor der Integration von Qi-Spulen in Smartphones.
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Glücklicherweise ist der Preis für die Spulen so niedrig gesunken, dass die Installation eines Empfängers selbst bei 10 W den Preis des Telefons praktisch nicht beeinflusste, obwohl Smartphones vor 3-4 Jahren fast überall nur 5 W-Spulen hatten. In modernen Geräten kann ein Qi-Empfänger mit einer Leistung von 5 W nur aus zwei Gründen gefunden werden: Entweder sind Sie auf ein Gerät gestoßen, das an allen möglichen Fronten billiger ist, oder dies ist ein bewusster Schritt, um die Smartphones des Unternehmens in verschiedene Preissegmente zu unterteilen, sodass teure Modelle offensichtlichere Vorteile gegenüber billigeren haben.
Komm rein, leg dich hin, stürme auf
Fälle von großer Bedeutung sollten leichtfertig angegangen werden, Fälle von geringer Bedeutung sollten ernst genommen werden. Um das kabellose Lademodul Ihres Smartphones optimal zu nutzen, sollten Sie eine Ladestation, ein Qualitätskabel und ein Ladegerät mit Bedacht auswählen, anstatt die billigsten Dinge aus dem chinesischen Neujahrsverkauf zu kaufen. Stellen Sie Ihr Smartphone so gerade wie möglich auf die Station, stellen Sie sicher, dass sich keine Metalleinsätze in der Hülle befinden (falls vorhanden), und haben Sie vor allem keine Angst um Ihre Gesundheit und die Gesundheit des Akkus.