Pernahkah anda meletakkan telefon pintar di atas pad pengecas dan melihat baterinya mula dicas tanpa sebarang kabel?

Teknologi yang kelihatan begitu mudah itu sebenarnya berasaskan prinsip fizik yang telah ditemui hampir dua abad lalu. Hari ini, pengecasan tanpa wayar (wireless charging) bukan lagi sekadar ciri pada peranti tertentu, sebaliknya semakin menjadi sebahagian daripada kehidupan harian pengguna.

Telefon pintar kini menjadi keperluan penting untuk berkomunikasi, bekerja, belajar dan mendapatkan maklumat. Seiring dengan peningkatan penggunaan peranti mudah alih, teknologi pengecasan turut berkembang bagi memenuhi keperluan pengguna yang mahukan kaedah yang lebih mudah dan praktikal.

Jika suatu ketika dahulu pengguna perlu sentiasa membawa kabel pengecas, kini semakin banyak telefon pintar menyokong teknologi pengecasan tanpa wayar. Di rumah, pejabat, hotel, lapangan terbang malah dalam sesetengah model kenderaan moden, pengguna hanya perlu meletakkan telefon di atas pad pengecas tanpa perlu menyambungkan sebarang kabel.

Walaupun kelihatan seolah-olah tenaga elektrik dipindahkan secara “ajaib”, proses tersebut sebenarnya berlaku berdasarkan prinsip fizik yang telah lama diterokai oleh para saintis.

Asas kepada teknologi pengecasan tanpa wayar ialah aruhan elektromagnet (electromagnetic induction), yang diperkenalkan oleh ahli fizik British, Michael Faraday, pada tahun 1831. Melalui eksperimennya, Faraday membuktikan bahawa perubahan medan magnet mampu menghasilkan arus elektrik dalam suatu konduktor.

Penemuan itu kemudiannya menjadi asas kepada pembangunan pelbagai teknologi moden, termasuk transformer, penjana elektrik, motor elektrik dan sistem pengecasan tanpa wayar.

Dalam sistem pengecasan tanpa wayar, terdapat dua komponen utama, iaitu gelung pemancar (transmitter coil) yang terdapat di dalam pad pengecas dan gelung penerima (receiver coil) yang berada di dalam telefon pintar.

Apabila pad pengecas disambungkan kepada bekalan elektrik, arus ulang-alik (AC) mengalir melalui gelung pemancar lalu menghasilkan medan magnet yang berubah-ubah.

Apabila telefon diletakkan di atas pad berkenaan, perubahan medan magnet tersebut mengaruh arus elektrik pada gelung penerima di dalam telefon. Arus yang terhasil kemudiannya ditukarkan kepada arus terus (DC) sebelum digunakan untuk mengecas bateri telefon.

Keseluruhan proses itu berlaku dalam tempoh yang sangat singkat, membolehkan tenaga elektrik dipindahkan daripada pad pengecas kepada peranti tanpa sambungan kabel secara langsung.

Perkembangan teknologi pengecasan tanpa wayar kini tidak lagi terhad kepada rumah atau pejabat. Semakin banyak pengeluar automotif turut mengintegrasikan pad pengecasan tanpa wayar dalam reka bentuk kenderaan moden.

Pad pengecas biasanya ditempatkan pada bahagian hadapan kabin bagi membolehkan pengguna mengecas telefon pintar sepanjang perjalanan tanpa perlu menggunakan kabel.

Walaupun sumber tenaga datang daripada sistem elektrik kenderaan, prinsip yang digunakan masih sama. Bekalan elektrik daripada bateri kenderaan disalurkan kepada pad pengecas untuk menghasilkan medan magnet yang berubah-ubah. Medan tersebut kemudiannya mengaruh arus elektrik pada gelung penerima di dalam telefon pintar sebelum tenaga berkenaan digunakan untuk mengecas bateri.

Dengan kata lain, sumber kuasa mungkin berbeza mengikut penggunaannya, tetapi prinsip fizik yang mendasari proses pengecasan tetap berasaskan aruhan elektromagnet.

Selain telefon pintar, teknologi pengecasan tanpa wayar turut digunakan pada jam tangan pintar, fon telinga tanpa wayar, berus gigi elektrik dan pelbagai peranti elektronik lain.

Dalam sektor automotif pula, penyelidik terus membangunkan sistem pengecasan tanpa wayar untuk kenderaan elektrik yang berpotensi membolehkan kenderaan dicas ketika berhenti atau, dengan perkembangan teknologi tertentu, ketika bergerak. Perkembangan ini menunjukkan bahawa aplikasi aruhan elektromagnet terus berkembang seiring dengan kemajuan teknologi.

Penggunaan teknologi pengecasan tanpa wayar menawarkan beberapa manfaat kepada pengguna. Selain membantu menjadikan ruang kerja, rumah dan kabin kenderaan lebih kemas tanpa kabel yang berselerak, teknologi ini juga berpotensi mengurangkan kehausan pada port pengecas telefon akibat penggunaan kabel secara berulang.

Bagi pengguna kenderaan, kaedah ini membolehkan telefon dicas dengan lebih mudah tanpa perlu menyambungkan kabel secara manual. Namun begitu, penggunaan pengecasan tanpa wayar ketika memandu tetap perlu mengambil kira aspek keselamatan dan tidak seharusnya menggalakkan pengguna berinteraksi dengan telefon semasa kenderaan bergerak.

Di sebalik kemudahannya, pengecasan tanpa wayar masih mempunyai beberapa kekangan. Kecekapan pemindahan tenaga lazimnya boleh menjadi lebih rendah berbanding pengecasan menggunakan kabel, bergantung pada reka bentuk sistem dan keadaan pengecasan, kerana sebahagian tenaga boleh hilang dalam bentuk haba.

Selain itu, telefon perlu diletakkan pada kedudukan yang sesuai di atas pad pengecas supaya gelung pemancar dan gelung penerima berada dalam jajaran yang optimum.

Oleh sebab itu, penyelidikan dalam bidang fizik dan kejuruteraan terus dijalankan bagi meningkatkan kecekapan pemindahan tenaga, mempercepatkan kadar pengecasan dan mengurangkan kehilangan tenaga.

Dalam bidang penyelidikan, ahli akademik dan jurutera terus berusaha menambah baik reka bentuk gegelung, membangunkan bahan baharu serta memperkenalkan sistem kawalan pintar bagi meningkatkan kecekapan teknologi pengecasan tanpa wayar.

Kajian dalam bidang ini bukan sahaja menyokong pembangunan peranti elektronik yang lebih cekap, malah berpotensi membuka ruang kepada inovasi dalam sektor automotif, penjagaan kesihatan dan industri.

Dari perspektif kelestarian, teknologi pengecasan tanpa wayar juga berpotensi mengurangkan kebergantungan terhadap kabel pengecas yang mudah rosak dan akhirnya menjadi sebahagian daripada sisa elektronik. Walau bagaimanapun, manfaat dari sudut ini bergantung pada corak penggunaan, jangka hayat peranti dan reka bentuk keseluruhan sistem.

Justeru, usaha meningkatkan kecekapan teknologi, memanjangkan jangka hayat peranti serta mengurangkan penggunaan bahan yang tidak perlu menjadi antara aspek penting dalam pembangunan teknologi yang lebih lestari.

Pada akhirnya, pengecasan tanpa wayar membuktikan bagaimana penemuan asas dalam bidang fizik dapat menjadi asas kepada inovasi yang digunakan dalam kehidupan seharian. Prinsip aruhan elektromagnet yang diperkenalkan oleh Michael Faraday hampir dua abad lalu masih memainkan peranan penting dalam pembangunan pelbagai teknologi moden.

Seiring dengan kemajuan penyelidikan dalam bidang fizik dan kejuruteraan, teknologi pengecasan tanpa wayar berpotensi terus berkembang dengan kecekapan yang lebih baik dan aplikasi yang lebih meluas.

Pemahaman terhadap prinsip fizik bukan sahaja membantu kita memahami bagaimana sesuatu teknologi berfungsi, malah menjadi asas kepada penciptaan inovasi yang berpotensi membentuk kehidupan yang lebih pintar, cekap dan mampan pada masa hadapan.

Oleh Nursyazwani Mohamad Sukri dan Nor Naimah Shaari, Pensyarah, Pusat Pengajian Ijazah dan Asasi, SPACE UTM