Existem conectores magnéticos?

Os conectores convencionais, nos quais o plugue e o soquete possuem peças metálicas que tocam, sofrem dos seguintes problemas:

• Ciclos de acasalamento limitados ou revestimento caro.
• Incompatibilidade de impedância (relevante apenas para sinais de alta velocidade).
• Falta de isolamento.

Aqui está uma solução óbvia que seria um conector do tipo Ethernet útil. Em vez de fazer as peças elétricas metálicas coincidirem, por que não fazer as magnéticas coincidirem?

O plugue conteria os enrolamentos primários e os núcleos em forma de C, enquanto o soquete conteria o enrolamento secundário e mais núcleos em forma de C. Quando o plugue e o soquete se encaixam, os núcleos em forma de C tocam. A vantagem seria que esse design não se desgasta e isola completamente a PCB.

Já existem tais conectores? Caso contrário, existe algum motivo para não serem usados? Eles podem acabar sendo mais caros? Eles podem ser menos confiáveis?

A Apple possui uma patente sobre uma tecnologia chamada MagSafe que usa pinos de mola e uma concha magnética. Isso lida com o problema limitado dos ciclos de acasalamento até certo ponto. Até que as molas dos pinos se desgastem. E como tem pouco ou nenhum atrito mantendo-o no lugar (usa a força magnética), ele pode se desconectar facilmente quando alguém tropeçar no cabo, o que é visto como uma medida de segurança. No entanto, isso não resolve os problemas de impedância e isolamento.

O carregamento indutivo funciona como um transformador de núcleo de ar (embora geralmente também haja plástico entre as bobinas). É a isso que Paul mac estava se referindo quando referiu escovas de dentes sem fio e Barry se referiu quando mencionou carregadores de carros elétricos. Há também um grupo conhecido como Wireless Power Consortium que está promovendo um padrão chamado "qi".

Eu tenho um tipo de "qi" no meu celular que permite que ele seja carregado colocando-o em um prato especial. Também tenho uma escova de dentes Sonicare que usa carregamento indutivo. Ambos os sistemas funcionam muito bem. Eles oferecem ciclos de acasalamento essencialmente ilimitados, além de proporcionar ótimo isolamento. Minha escova de dentes fica coberta regularmente com água e creme dental, sem efeitos prejudiciais.

Ambos os sistemas são usados ​​para transportar corrente de carga CC. Ambos os sistemas parecem que poderiam ser usados ​​para transportar um sinal CA ou um sinal digital também. Embora eu não tenha certeza de quão alta frequência / velocidade você poderia atingir usando esse sistema. E, no momento, não conheço nenhum padrão / conector que esteja fazendo isso.

A folga de ar em um conector magnético correspondente prejudicaria o desempenho. A força magnética é desperdiçada preenchendo a lacuna onde os núcleos se encontram. Eu acho que uma interface de carregamento magnético é usada para algumas escovas de dentes sem fio. Mas, neste caso, a eficiência não é importante.

Ambos os conectores mais comuns em uso, USB e Ethernet, precisam transportar DC, pois isso faz parte de suas respectivas especificações. Uma conexão magnética pura não pode transportar DC. Seria possível usar um sinal CA para transferir energia através dessa conexão, mas isso exigiria uma grande mudança nesses protocolos e seriam necessários circuitos adicionais nas duas extremidades para fazer as conversões CC para CA. Definitivamente não é uma solução prática. O acoplamento magnético está sendo usado em alguns carregadores de carros elétricos para evitar a necessidade de conectores metálicos de alta corrente, mas essa é uma aplicação especial e o custo é alto.