專利名稱：交變電場發(fā)電電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一個利用場的功率源特性，使磁場能、電場能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾娐钒l(fā)明。
本發(fā)明的目的是通過利用磁場能、電場能廉價的、便捷的、無害的獲取大量的電能。
簡單的交變電場發(fā)電電路，由一個特定的變壓裝置連結(jié)的一個輸入回路、一個感性輸出回路、一個容性輸出回路和一個與容性輸出回路連接的交變電場感應(yīng)回路組成。具體實施見附圖。附

圖1標(biāo)繪了單相的交變電場發(fā)電電路，圖中標(biāo)有①的虛線框內(nèi)部份代表輸入回路；②代表鐵芯；標(biāo)有③的虛線框內(nèi)部份代表由雙線繞制的線圈L2分別與自感器L3連接的感性輸出回路和與二組極板電容器C2連接的容性輸出回路組成的瞬時功耗始終維護(hù)在變壓器空載時的水平的交變電場發(fā)生回路；C2是以兩邊板C2邊為一組，兩中板C2中為另一組的二組極板構(gòu)成的二組極板電容器；R電阻；L1輸入回路上線圈；L2輸出回路上雙線繞制的線圈；L3自感器； L4自感器。鐵芯和配置在鐵芯上的輸入回路線圈L1，輸出回路上雙線繞制線圈L2構(gòu)成了特定變壓裝置。
單相交變電場發(fā)電電路的工作原理分兩步陳述如下第一步在圖1所示的標(biāo)有③的虛線框內(nèi)部份電路，在脫開自感器L4、電阻R的情況下，當(dāng)XC2＞XL2①其中XC2——二組極板電容的容抗，等于兩邊板組C2邊組成的電容的容抗。
XL2——線圈L2的感抗同時輸入電路輸入正弦電流時，在雙繞組線圈L2上得到感應(yīng)電動勢e，在容性電路上有如下的電壓關(guān)系e＝I2CXC2-(I2CXL2-I2LXL2)②關(guān)于式②的解釋在一個電感與電容串聯(lián)的電路中，源電壓與各性質(zhì)的電器原件上的電壓關(guān)系看XL、XC(XL—感抗、XC—容抗)的大小，誰大誰與源平衡，小的似起到源的輔助作用，這是因為大的起到?jīng)Q定電流與源電壓的相位關(guān)系的作用。見附圖5，圖中I為容性電路電流；I2CXL2-I2LXL2為雙繞組線圈在容性電路和感性電路電流作用下的感應(yīng)電動勢；I2CXC2容性電路上在電容C2上的電壓降；I2CXC2-(I2CXL2-I2LXL2)與雙繞組線圈L2受輸入回路正弦電流的作用產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e平衡的電壓。
在感性電路上有如下的電壓關(guān)系e＝I2LXL3+(I2LXL2-I2CXL2)③其中I2C——容性輸出回路上的電流I2L——感性輸出回路上的電流并且I2C與I2L反相XL3——自感器LL3的感抗把②、③兩式相減，得0＝I2LXL3-I2CXC2+(I2LXL2-I2CXL2)+(I2CXL2-I2LXL3)—④當(dāng)調(diào)節(jié)兩組極板電容C2和自感器L3并使XC2＝XL3時有I2C＝I2L⑤對電流I2L、I2C相位再加以分析，為了便于分析，仍引用正弦交流電來說明。當(dāng)輸入回路上有正弦交變電流輸入時，受輸入回路正弦交變電流的作用，在雙線繞組線圈L2上感應(yīng)出兩個數(shù)值、相位完全相同的電動勢e，分別作用在感性輸出回路和容性輸出回路上。當(dāng)兩個輸出回路一起工作時，感性輸出回路上的正弦交變電流I2L落后于雙繞組線圈L2受輸入回路上正弦交變電流的作用產(chǎn)生的正弦交變感應(yīng)電動勢e，T/4 ；容性輸出回路上的正弦交變電流I2C超前于雙繞組線圈L2受輸入回路正弦交變電流的作用產(chǎn)生的正弦交變感應(yīng)電動勢e，T/4。見附圖2，曲線e表示輸出回路上雙繞組線圈L2受輸入回路正弦交變電流的作用產(chǎn)生的正弦交變感應(yīng)電動勢；曲線I2L表示感性輸出回路上的電流；曲線I2C表示容性輸出回路上的電流?？梢娫诟行暂敵龌芈泛腿菪暂敵龌芈飞系碾娏鞔笮∠嗟葧r，這兩個輸出回路輸出的正弦交變電流，在特定變壓裝置上產(chǎn)生的交變磁通將完全抵銷，亦即起動在圖1所示的標(biāo)有③的虛線框內(nèi)電路，在脫開自感器L4和電阻R的情況下，只需一個變壓器空載時的空載電流。而這時在電容C2的邊板組C2邊間產(chǎn)生了一個交變的電場，且瞬時功率消耗仍維持在變壓器空載時的水平。
為了使圖1所示的標(biāo)有③的虛線框內(nèi)電路在脫開自感器L4和電阻R的情況下有效地工作，有以下條件∵XC2＞XL2又XC2＝XL3∴XL3＞XL2還有為了考慮電壓升高，應(yīng)有L2＞L1，即XL3＞XL1，為了保證容性電路上有足夠大的電流，L1、L2的電感量應(yīng)較少，即籍以降低XC2，亦即可以使用大容量電容，歸納全部條件有XL3＝XC2＞XL2＞XL1
第二步我們的目的是要利用瞬時功耗維持在變壓器空載水平狀態(tài)下產(chǎn)生的C2邊的交變電場，以獲得電能。那么讓我們把自感器L4和電阻R與二組極板電容器C2的中間極板組C2中串聯(lián)組成一個電場感應(yīng)回路。C2中-L4-R-C2中(其中C2中為二組極板電容器C2的中間極板組)。為了便于分析取XC2中＝XL4特例(其中XC2中為二組極板電容器C2的中間極板組C2中的容抗)。讓我們來回答下面四個問題，以便得到交變電場通過電場感應(yīng)回路C2中-L4-R-C2中致電流、電壓作功的結(jié)論。
①二組極板電容器C2的中間極板組C2中串聯(lián)上自感器L4、電阻R能否使二組極板電容器C2仍保持二板電容器的電流與電壓的相位特性？這是一個關(guān)系到C2中串聯(lián)上自感器L4、電阻器R之后會不會破壞圖1中標(biāo)有③的虛線框內(nèi)電路的工作特性的問題。要回答這個問題就要看C2中極板組電場對C2邊極板組的作用。C2中極板組不帶電時顯然不會對C2邊極板組產(chǎn)生作用。當(dāng)C2中極板組帶有電荷時，在C2中極板組外側(cè)的中間區(qū)域場的疊加為零，邊緣區(qū)域有一個由二中板場疊加后的微少剩余的場量，但它對C2邊極板組產(chǎn)生的作用很弱。具體可見兩平行帶電導(dǎo)體板場的分析，見附圖6，圖6表示二個帶異號電荷的導(dǎo)體板(或別的形狀)在有電場發(fā)生相互作用而無導(dǎo)線連接(或有導(dǎo)線連接，但有一個外在因子保持一定的電荷分布)時的場的疊加結(jié)果，導(dǎo)體板外側(cè)的中間區(qū)域場完全抵消，考察板外側(cè)邊緣的一些點，板外側(cè)邊緣的某點則由于兩板對該點發(fā)生作用的電荷的有效范圍、距離等因子上的差別，場疊加后有一個余量未被完全抵消，所以就引起了在每一板的邊緣外側(cè)有一個用以平衡穿過導(dǎo)體板的剩余場的異號電荷分布，但這個剩余的場與板間場比是很小的。且隨著離導(dǎo)體板外側(cè)距離的增加，兩板在同一點上的有效作用范圍、距離等因子的差別不斷縮小，剩余的場也不斷下降。這部份場更接近于點電荷場模式。
與兩導(dǎo)體板等距的平行面上的場的指向一定是與板中一樣的，這從疊加原理來看是很明顯的。所以，C2邊極板可以認(rèn)為不受C2中極板場的作用。亦即二組極板電容器C2的兩邊板在兩中板串聯(lián)上自感器L4與電阻R后仍然具備二板電容器的電流與電壓的相位特性。亦即不會破壞圖1中標(biāo)有③的虛線框內(nèi)電路的工作特性。
②中間兩板能得到電壓嗎？附圖1中的C2是由二邊板極板組C2邊和二中板極板組C2中平行排列的二極板組電容，并不是由二個二板電容器串聯(lián)，之所以要用四極板平行排列，且將兩邊板分為一組C2邊，兩中板分為別一組C2中這樣一個二極板組電容器，是因這個特殊的電容器能夠使中間兩極板在兩邊板電場的作用下得到一個量值為e2中＝U2邊d/D的電壓(其中D為兩邊板距離，d為兩中板距離，U2邊為兩邊板電壓，e2中為兩中板組C2中受C2邊交變電場作用感應(yīng)出的感應(yīng)電壓)。而兩個串聯(lián)的電容器在其不與電源相接的二板間雖用導(dǎo)線或別的電器元件連接也得不到電壓，這是因為電壓是場作功的結(jié)果，所以，二個串聯(lián)電容的不與源相連的二板在場的空間中所占的比例為導(dǎo)體板厚度/∞，因而它的電壓也將是C板＝U沅導(dǎo)體板厚度/∞。
③C2中-L4-R-C2中電路的電流與C2中在C2邊交變電場中感應(yīng)出的感應(yīng)電動勢e2中的相位特性如何？在C2中-L4-R-C2中組成的電路上，當(dāng)取XL4＝XC2中時，作矢量圖如附圖3，圖3中的UL4為二板板組電容器C2的中間極板組C2中從C2邊交變電場中感應(yīng)出的感應(yīng)電動勢e2中在L4的電壓降；UC2中為二極板組電容器C2的中間極板組C2中從C2邊交變電場中感應(yīng)出的感應(yīng)電動勢e2中在C2中上的電壓降，I為C2中-L4-R-C2中的電路上二極板組電容器C2的中間極板組C2中從C2邊交變電場中感應(yīng)出的感應(yīng)電動勢e2中的作用下的電流，UR為二極板組電容器C2的中間極板組C2中從C2邊交變電場中感應(yīng)出的電動勢e2中在電阻R上的電壓降?？梢婋娐稢2中-L4-R-C2中在諧振時，電流與e2中同相，且有I＝e2中/R。
④回答C2中-L4-R-C2中能否穩(wěn)定工作也須分兩步回答。第一步先看二極板組電容器C2的二中間極板組C2中的充、放電與兩邊板極板組C2邊的充、放電協(xié)調(diào)情況。在XL4＝XC2中的情況下，有波形圖，如附圖4，圖4中標(biāo)有1的曲線代表C2邊極板組的電壓與充、放電；標(biāo)有2的曲線表示C2中-L4-R-C2中電路的電流與C2中在C2邊交變電場中感生的電動勢e2中；標(biāo)有3的曲線表示C2中極板組充、放電與L4的自感電動勢。如果在作波形圖時先設(shè)定代表C2邊極板組的電壓與充、放電的曲線為1，那么在XL4＝XC2中的情況下，C2中-L4-R-C2中電路的電流與C2中在C2邊交變電場中感生的電動勢e2中同相即有曲線2，作出了曲線2就不難得出C2中上的充、放電與L4的自感電動勢曲線3。從波形圖附圖4的曲線1和3可以看出C2中極板組上的充、放電與C2邊極板組上的充、放電雖不同步，但是在C2中放電時，C2邊場將加速C2中放電，C2中充電時，C2邊場也幫著充電，所以C2邊場對C2中的充、放電還存在一定的推動作用。第二步C2中-L4-R-C2中電路上的L4起著輔助源的作用，L4的自感電動勢與C2中的充放電完全符合電容器的電壓與電荷充、放的特性關(guān)系，亦即L4的自感電動勢抵消了C2中充、放電時的反抗作用。從以上兩步分析兩看C2中-L4-R-C2中是能夠穩(wěn)定工作的。
總結(jié)以上的分析，有如下結(jié)論①兩組極板電容器C2在中間極板組C2中串聯(lián)上電感L4、電阻R的情況下，仍能使二組極板電容器C2保持二板電容的電流與電壓特性，亦即二組極板電容器C2在中間極板組C2中串聯(lián)上自感器L4電阻R以后不會改變圖1中標(biāo)有③的虛線框內(nèi)電路的工作特性；②中間二極板組C2中能得到電壓；③C2中-L4-R-C2中電路的電流與C2中在交變電場中感應(yīng)出的感應(yīng)電動勢e2中同相位，且有I＝e2中/R；④C2中-L4-R-C2中是能夠穩(wěn)定工作的。
總結(jié)所有分析有如下總結(jié)論在XC2＝XL3時，附圖1標(biāo)有③的虛線框內(nèi)電路在鐵芯磁場的作用下，賦予二極板組電容C2的兩邊板極板組C2邊一個交變的電場，且附圖1標(biāo)有③的虛線框內(nèi)電路的瞬時功耗始終保持在變壓器空載時的水平。C2中極板組在C2邊極極組交變電場的作用下得到感應(yīng)電動勢e2中＝U2邊d/D，在XC2中＝XL4時，有同相電流I＝e2中/R。調(diào)整自感器L4、電容器C2中的量值后，電流大小取決于導(dǎo)線容量。
當(dāng)用電動機(jī)的繞組取代C2中-L4-R-C2中電路中的R時，電路可簡并為C2中-L4、繞組-C2中，電動機(jī)作功由e2中及同相的電流提供。
用完全相同的三個單相交變電場發(fā)電電路，只要輸入電路分別與電源的三相相接，就可得到三相交變電場發(fā)電電路。
交變電場發(fā)電電路是利用磁場、電場的功率，源特性廉價的、便捷的、無害的獲取大量的電能，并能以用戶自供的方式取代大電網(wǎng)、遠(yuǎn)距離送電，且極便于目的機(jī)械自帶供電，并與原有電機(jī)完全兼容。
權(quán)利要求
權(quán)利要求(1)一個獲取電能的電路，其特征在于從一個瞬時功耗維持在變壓器空載狀態(tài)下的交變電場中獲取電能。
權(quán)利要求(2)如權(quán)利要求(1)所述的電路，有一個由感性電路和容性電路共同繞制在一個鐵芯上組成的瞬時功耗始終維持在變壓器空載時的瞬時功耗水平的電路。
權(quán)利要求(3)如權(quán)利要求(1)所述的電路有一個由二組極板組成的電容器C2，且兩邊板組成一組極板組C2邊，二中間極板組成另一極板組C2中。
全文摘要
利用磁場、電場的功率源特性，廉價的、便捷的、無害的、大量的獲取電能，并能以用戶自供的方式，取代大電網(wǎng)，遠(yuǎn)距離供電，且極便于目的機(jī)械，自帶供電，并與原有電機(jī)完全兼容，具體實施見摘要附圖。
文檔編號H02N11/00GK1167362SQ9610775
公開日1997年12月10日 申請日期1996年6月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月1日
發(fā)明者季品潮 申請人:季品潮