Appoggi il telefono su un tappetino, non succede niente di visibile, e dopo due secondi lo schermo mostra il fulmine della ricarica. Sembra magia. Dentro c’è solo un secolo abbondante di elettromagnetismo, più un po’ di elettronica di controllo.
Due bobine che si parlano
Il principio è l’induzione elettromagnetica, lo stesso di un trasformatore. Nel caricatore c’è una bobina di rame collegata alla corrente: quando ci passa una corrente alternata, genera un campo magnetico che cambia continuamente nel tempo. Nel telefono o nello smartwatch c’è una seconda bobina, più piccola, che sta ferma dentro quel campo.
Se un campo magnetico variabile attraversa una bobina, in quella bobina nasce una corrente indotta — è la legge di Faraday, non serve altro. Quella corrente, una volta raddrizzata e regolata dall’elettronica di gestione dentro il dispositivo, è quello che ricarica la batteria.
Perché l’allineamento conta
Il problema pratico è che il trasferimento di energia crolla in fretta se le due bobine non sono ben allineate o sono troppo distanti. Per questo quasi tutti i caricatori seguono lo standard Qi (si legge “ci”, dal cinese 气, energia): fissa dimensioni delle bobine, frequenze di lavoro — di solito tra 87 e 205 kHz — e soprattutto un protocollo di comunicazione.
Sì, comunicazione: il dispositivo ricevente manda al caricatore segnali codificati modulando il proprio carico elettrico, dicendogli quanta potenza vuole, se è posizionato bene, se deve rallentare perché si sta scaldando troppo. È un dialogo continuo, decine di volte al secondo, non un semplice travaso di energia da un punto A a un punto B.
È anche il motivo per cui Apple ha aggiunto gli anelli di magneti a MagSafe: non trasferiscono energia, servono solo ad “agganciare” meccanicamente il telefono nell’unica posizione in cui le bobine coincidono davvero.
Il conto energetico
La ricarica wireless è meno efficiente di quella via cavo, e non di poco. Si perde energia sotto forma di calore per via delle correnti parassite (eddy currents) che si formano nei materiali metallici vicini alle bobine, per la resistenza dei conduttori e per un disallineamento anche minimo. Un caricatore a induzione ben progettato arriva intorno all’80-85% di efficienza in condizioni ideali; nella realtà, con una cover spessa o una posizione non perfetta, si scende spesso sotto il 70%. Il cavo USB-C, per confronto, viaggia oltre il 95%.
Ecco perché il telefono sul tappetino wireless si scalda più di quello ricaricato via cavo: quel calore in più è semplicemente energia che non è arrivata in batteria.
Gli smartwatch usano lo stesso principio ma con bobine ancora più piccole, spesso un solo punto di contatto fisso invece di un’area libera. Ecco perché il caricatore del tuo orologio ha quella forma a “puck” che si aggancia solo in un verso: lì l’allineamento non è un’opzione, è un vincolo meccanico incorporato nella forma dell’oggetto.
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