Was ist Wireless Charging?

Wireless Charging bedeutet „kabelloses Laden“ und ermöglicht es, elektronische Geräte wie Smartphones, Smartwatches etc. ohne die Verwendung von herkömmlichen Ladekabeln aufzuladen. Anstatt also das zu ladende Gerät direkt mit einem Kabel an eine Stromquelle anzuschließen, wird Elektromagnetismus genutzt, um Energie kabellos von einem Ladegerät auf das Endgerät zu übertragen. Doch wie genau funktioniert das Wireless Charging? Wo wird es überall genutzt? Und wie unterscheiden sich induktives und resonantes Laden?

Lesezeit: 4 Minuten

Inhalt:

1. Die Anfänge des Elektromagnetismus
2. Wie funktioniert das kabellose Laden?
3. Induktiv vs. resonant
4. Vor- und Nachteile vom induktiven/resonanten Laden
5. Alltagsbeispiele für kabelloses Laden
6. Was ist der Qi-Standard?
7. Fazit: Mit oder ohne Kabel laden?

Das kabellose Laden von Handys und Smartphones geht auf die Entdeckung des Elektromagnetismus zurück. Bereits 1820 entdeckte der Däne Hans Christian Ørsted, dass eine stromdurchflossene Spule Auswirkungen auf eine Kompassnadel ausübt und sie ausrichten kann. Als er die Pole jener stromdurchflossenen Spule tauschte, richtete sich die Magnetnadel im Kompass in die andere Richtung aus. Somit entdeckte Ørsted die Umkehrung von Magnetfeldern sowie den ersten ein- und ausschaltbaren Elektromagneten der Welt.

Aber wie lässt sich mit einem Magnetfeld Strom erzeugen?

Dafür wird die elektromagnetische Induktion genutzt, die Michael Faraday am 29. August 1831 entdeckte. Vereinfacht gesagt, ist die elektromagnetische Induktion die Umkehrung von Ørsteds Entdeckung. Anstatt also Strom zu nutzen, um ein Magnetfeld zu erzeugen, wird ein Magnetfeld genutzt, um Strom zu erzeugen.

Diese Technologie kommt heutzutage nicht nur beim kabellosen Laden von Smartphones zum Einsatz, sondern bildet auch die Basis für den Elektromotor.

Übrigens: Nach Faraday ist der "Faradaysche Käfig" benannt, der z.B. Menschen in Autos vor Blitzen schützt. Mehr darüber und wie Sie sich beim Gewitter richtig verhalten, erfahren Sie in unserem Artikel dazu.

Wie bereits erklärt, spielt der Elektromagnetismus eine grundlegende Rolle beim Laden des Handys ohne Kabel. So funktioniert das drahtlose Laden:

1. Strom aus der Steckdose fließt ins Ladegerät (Ladepad bzw. Ladekissen).
2. Im Ladepad fließt der Strom durch eine Spule – auch „Senderspule“ genannt – und ein Magnetfeld entsteht.
3. Wird nun ein kompatibles Smartphone auf das Ladepad gelegt, so erzeugt dieses Magnetfeld Strom in der Spule im Smartphone – in der „Empfängerspule“.
4. So wird das Smartphone kabellos geladen.

Hin und wieder wird Wireless Charging auch als kontaktloses Laden bezeichnet. Denn obwohl die Geräte wie z.B. Smartphones oder Smartwatches in der Regel auf der Ladestation aufliegen – und somit Kontakt haben – müssten sie das nicht zwingend. Denn durch den Elektromagnetismus beim kabellosen Laden kann eine minimale Distanz zwischen Lade- und Endgerät herrschen, ohne dass der Ladevorgang unterbrochen wird. Beim resonanten Laden ist jedoch eine deutliche größere Distanz als beim induktiven Laden möglich.

Induktiv

Wenn Sie Ihr Handy induktiv laden, muss darauf geachtet werden, dass es möglichst genau positioniert wird. Denn die optimalen Voraussetzungen für einen einwandfreien Ladevorgang sind, dass sich möglichst nichts zwischen Gerät und Ladestation befindet und die Spulen von Gerät und Ladestation genau übereinander liegen. Zusätzlich können sehr dicke Handyhüllen das induktive, kabellose Laden beeinträchtigen.

Resonant

Beim resonanten Laden werden Spulen mit gleicher Resonanzfrequenz verwendet, um eine effizientere Energieübertragung zu ermöglichen. Die Resonanzfrequenz wird so angepasst, dass eine maximale Energieübertragung zwischen den Spulen von Ladestation und Gerät erreicht wird. Das resonante, kabellose Laden hat eine höhere Reichweite, ist aber auch aufwändiger herzustellen.

Vorteile: induktives Laden

• sicherer & langlebiger als Laden mit Kabel (kein Kabelbruch o. Ä.)
• einfache Handhabung, modern und ästhetisch

Nachteile: induktives Laden

• ineffizienter (ca. 90 % Leistung im Vergleich zum Laden mit Kabel)
• geringere Ladegeschwindigkeit
• Höherer Stromverbrauch der Ladestation im Stand-by-Modus als Ladekabel in der Steckdose

Vorteile: resonantes Laden

• größere Distanz zwischen Ladestation und Gerät möglich
• schnellere und effizientere Ladegeschwindigkeit
• weniger empfindlich bei der Positionierung des Geräts auf der Ladestation
• Aufladung von mehreren Geräten gleichzeitig möglich

Nachteile: resonantes Laden

• Aufwändiger & kostenintensiver in der Herstellung
• Höherer Stromverbrauch der Ladestation im Stand-by-Modus als Ladekabel in der Steckdose

Das regelmäßig verbaute kabellose Laden gibt es bei Smartphones erst seit 2015. Doch auch in anderen Bereichen des Alltags lässt sich das drahtlose Laden wiederfinden. Hier eine kleine Auswahl:

• Zahnbürsten
• Herdplatten
• Herzschrittmacher
• Notebooks und Tablets
• Bluetooth-Kopfhörer, Smartwatches und andere Wearables
• Serviceroboter wie z.B. Staubsauger- oder Rasenmähroboter
• Elektrowerkzeuge & Drohnen

Übrigens: Auch bei Touchdisplays gibt es unterschiedliche Varianten, erfahren Sie hier, wie ein Touchscreen funktioniert.

Der Qi-Standard ist ein etablierter Industriestandard für das kabellose Laden von elektronischen Geräten wie Smartphones, Smartwatches und anderen tragbaren Geräten. Um Kompatibilitätsprobleme zwischen Ladegerät und Endgerät zu beseitigen, wurde für das Wireless Charging der Qi-Standard vom Wireless Power Konsortium (ein Zusammenschluss aus führenden Elektronikunternehmen) festgelegt.

Dieses definiert die Spezifikationen und Anforderungen für das kabellose Laden, sodass alle Geräte, die den Qi-Standard nutzen, in der Lage sind, drahtlos über Induktion oder Resonanz mit einem Qi-kompatiblen Ladegerät zu kommunizieren und Energie zu übertragen.

Übrigens: Nicht nur für das Laden, sondern auch für das Telefonieren an sich musste schon früh ein Standard eingeführt werden, erfahren Sie mehr in unserem Artikel Mobilfunkstandard: 5G & Co.

Das erste Handy musste noch 10 Stunden lang aufgeladen werden, doch das kabellose Laden, sei es induktiv oder resonant, ist bequem, modern und ästhetisch. Das Smartphone oder die Smartwatch einfach auf eine Ladefläche zu legen und zuzusehen, wie das Gerät aufgeladen wird, wirkt verglichen mit damals wie Zauberei. Doch grundsätzlich spricht nichts gegen das Laden mit Kabel.

Der offensichtlichste Vorteil beim Laden mit Kabel ist, dass die Nutzung des Geräts auch während des Ladens weiterhin bequem möglich ist. Dies geht zumindest beim induktiven Laden nicht so ideal. Zusätzlich ist die direkte Energieversorgung via Kabel weniger verlustanfällig und somit meist auch stromsparender – zumindest als das induktive Laden. Außerdem ist der Stand-by-Modus von induktiven und auch resonanten Ladestationen deutlich höher als bei herkömmlichen Ladekabeln, die in der Steckdose stecken bleiben – was Sie übrigens vermeiden sollten.

Falls Sie also beim Laden Ihres Smartphones o. Ä. Strom sparen möchten, sollten Sie weiterhin mit Kabel laden. Und falls Sie wissen möchten, welcher Energiespeicher besser und nachhaltiger ist, empfehlen wir Ihnen, einen Blick in unseren Artikel Akku oder Batterie zu werfen.