この記事について
私は高卒のしがないプログラマーであり学術的なレベルは下の方です。
ワイヤレス充電がなぜ実現しないのかということについて
適当にネットで見た知識や、雰囲気で考えたことを記述しているに過ぎませんので
その程度の内容だと思って見ていただく必要があります。
まえがき
ネットもマウスもキーボードも無線、映像も無線、イヤホンだって無線。
気づけばあれもこれも無線になってそこら中に広がっていたコード達は姿を消した。
そんな中相変わらず残っている電源コード達
そろそろこいつらもコードレスにならないのだろうか？
iphoneがワイヤレス充電器を作ったみたいだけど
充電ケーブルを指す必要がないだけで、充電器の上に置かないといけない。
確かにワイヤレスだがなんか違う。
結局充電器には電源コードが繋がってるわけで。。。
なんでありとあらゆるものが無線になるなかで
この電源コードだけは存在し続けるのか
そんな疑問について考えてみた。
無線になっているものとなっていないもの(電源ケーブル)の違い
ネットで得られる情報、マウス、キーボードによる操作情報、テレビの映像、イヤホンで聞こえる音声
無線化されているものは全て情報(データ)である。
対して無線になっていない電源は電気(電流)である。
なぜ情報は無線化できるのか
コンピューターは情報を0と1の羅列で表現している。
ただ0と1が並んでいるだけでは意味がわからないので、その並びにルールを付ける事で
何かしら意味のある情報にしている。
例えばモールス信号
「トトトツーツーツートトト」
モールス信号では「ト」という音と「ツー」という２つの音を組み合わせて文字を表現する。
- 「ト」が３つだと「S」
- 「ツー」が３つだと「O」
つまり、「トトト(S)ツーツーツー(O)トトト(S)」
というわけで救難信号(SOS)になる。
このように「ト」と「ツー」の２種類を組み合わせ方とルールによって何かしら意味のある情報にしている。
「ト」を「0」、「ツー」を「1」とした場合これは
「000111000」と表現することもできる。
こんな感じで
凄く乱暴な言い方をすればコンピューターは0と1の羅列が解れば情報として扱えるわけだ。
例えば砂浜に打ち寄せる波だって
その波を「0」と「1」で捉えれば何かしら情報になるはずだ
波がない状態を「0」、波がある状態を「1」とすれば
波のあるなしで「000111000」といった情報になるはずだ。
これを実現したのが、いわゆる電波である。
電波とは何か
正直よくわからないがわからないなりに書く。
何故かはわからないが電気を流すと磁気が発生する。
銅線に電気を流すとその銅線が磁石になるのだ。
その逆もしかりで磁気が銅線の近くで動くと電流が発生する。
コイル(銅線をぐるぐるしたもの)の近くで磁石を動かすと電気が発生するのだ。
電流の流れを操作することで
電気 -> 磁気 -> 電気 -> 磁気と無限に電気と磁気が連なるらしく
それが電波らしい
(正直よくわからないので間違ってると思う)
まぁよくわからないが電波という電気と磁気の波が存在していて
しかもこれは空気中を伝わっていく。
その空気中にある電波を感じ取り
それを解析することで「0」と「1」の羅列としてコンピューターが認識する事で
情報として扱えているのが無線のテクノロジーというわけだ(きっと)
波には速さがあり、波が早いほど情報が伝わる速度が速い
例えば二人で縄を持って、片方の人が縄を揺らすとそれが相手の方に伝わる。
早く手を振れば波も早くなり、その分沢山の波が相手に届くのと同じである。
よく無線2.4Gとか5Gとかなってるのはどれだけ手を早く振ってるかという話だ。
ちなみにこの電気と磁気の波を電磁気といい、揺れの速さが3THz以下のものを電波というらしい。
さてはて、では電流とは何か？
電流とは
電流というのは電子という物質が持っているとっても小さい粒が流れる事だ。
電子の流れ=電流
世の中には電子が流れやすい物質と流れにくい物質がある。
金属などは電子が流れやすい物質だ。
なのでケーブルなんかには金属が使われる。
そして電子というのは粒であり
電流というのはこの電子というちっこい粒が流れている事なので
そもそも波じゃない
というわけで
情報は波で表現できるが、電流は波で表現できない。
そもそも電流は表現するものではない。
電気を送るという事は電子を流さなければならない。
そのためには電子の流れやすい金属(ケーブル)が必要になる。
情報と電気は根本的に違う
あらゆるものが無線になっているようだが
実際はあらゆる情報が無線で届けられるようになっただけであり
あらゆるものが無線になったわけではない。
まぁそれでもすごいなと思うわけですが
じゃぁ今でてるワイヤレス充電ってなに？
なんか実現方法は３種類ほどあるそうですが、その中の方法の１つ
電磁誘導
磁場の中で導体が運動する、または導体の周囲で磁場が変化すると、導体に電流が流れる現象。
導体というのは電気が流れる物質の事です。(金属とか)
その周囲で磁場が変化すると導体に電流が流れるとのことです。
要するに銅線の近くで磁石動かしたら電気が生まれる
ワイヤレス充電といっても、充電器の近くに充電するものを置かないといけないわけです。
そして充電器側には電流が流れている
ということはつまり？
磁場が発生していると思われます。
そしてこの磁場が変化すれば近くにある導体には電流が発生するそうです。
(電磁誘導という不思議現象により)
電流の流れに変化を与える事で磁場に変化を出せるのではないかと思います。
すると近くの導体(つまりは充電される側)に電流が発生する。
なんか充電できそうな気がします！
またワイヤレス充電は、普通の充電よりも充電が遅いそうです。
電磁誘導で得られる電流というのは
ケーブルで直接電流を流し込むよりも弱いという事なんだと思います。
というわけで確かにワイヤレスだけど、イメージしてるワイヤレスはもっとこうあれです
充電器の近くとかじゃなくて、いわゆる永久エネルギー的な充電です。
どこにいたって充電されるようなやつです。
イメージしてるようなワイヤレス充電は可能なのか？
ようするに導体(金属)を使わずに電流(電子)を目的のところに流せればいいわけでしょ？
空気中を電子が流れればいいわけですよね
そう、つまり雷ですね。
電子の通り道に人がいたら感電死するイメージしかできません。
また目的の場所に電子を誘導する方法もイメージができません。
とうところまで考えて、うーんやっぱワイヤレス充電は難しそうだなと思考が停止しました。
というか現在のワイヤレス充電って
充電する方法は電気を流すだけではないという事なんだろうなと
磁場を動かして電流をその場で生成するという方法が今のワイヤレス充電で
その磁場を動かすために電気を使うというなんだか本末転倒な気もします。
そもそも発電というのは動力(エネルギー)が必要なわけで
発電所がもの燃やしたり原子力だったりで動力を生み出し、電気を作っているわけで。
その作られた電気が電線を通じて家まで届けられている。
つまりワイヤレス充電の実現の第一歩は自家発電ということかな。
となると自然エネルギーをつかった発電だったり
またその小型化なんかを突き詰めていくと
将来的には思い描いていたワイヤレス充電
というか自己発電ですかね。
が実現するかもしれないと思うわけでした。
まとめ
さてはて、すごく適当な知識と思い込みと雰囲気と偏見で書きました。
なにが正解で何が不正解なのかわかりませんが
それなりにそれっぽい事を言った気がします。
またこういう事を考えるのは楽しいですね。
ある日、いきなり神が下りてきて素晴らしい閃きが生まれるかもしれません。