本發(fā)明涉及能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域，具體涉及一種共振或亞共振獲取新的能源的方法。

背景技術(shù)：

本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉的，能量守恒決定了輸入的功(輸入功率×?xí)r間)必然等于輸出的功(輸出功率×?xí)r間)。因此，在不使用和轉(zhuǎn)化風(fēng)能、化學(xué)能和太陽能等明顯能源的情況下，本領(lǐng)域暫時沒有出現(xiàn)輸出電功率明顯大于輸入電功率，甚至是輸出電功率為輸入電功率的數(shù)倍的電器或發(fā)電設(shè)備。也沒有發(fā)現(xiàn)從環(huán)境中獲取新的能源以轉(zhuǎn)化成電能輸出的途徑。因此，本申請的發(fā)明人一直致力于尋找一種能解決上述問題的方法。

共振是指機械系統(tǒng)所受激勵的頻率與該系統(tǒng)的某階固有頻率相接近時，系統(tǒng)振幅顯著增大的現(xiàn)象。在一般情況下共振是有害的，會引起機械和結(jié)構(gòu)很大的變形和動應(yīng)力，甚至造成破壞性事故，工程史上不乏實例。也有利用共振原理而開發(fā)的振動機械，其可用較小的功率完成某些工藝過程，如共振篩等。此外，還有收音機、澆灌混凝土的振蕩器、粉碎機、測振儀、電振泵、測速儀、微波爐、音樂治療、粒子加速器等領(lǐng)域都有用到共振原理。亞共振的說法在現(xiàn)有技術(shù)中也有提及。

如專利cn200910089330.1涉及一種以最小激振力產(chǎn)生最大振幅的自動跟蹤亞共振變力輪方法，該方法是根據(jù)機體固有共振頻率，計算并可預(yù)先調(diào)節(jié)變力輪裝置中移動重錘的靜態(tài)偏心距，使得移動重錘在大于機體共振轉(zhuǎn)速時甩出；并結(jié)合跟蹤控制系統(tǒng)，在線采集跟蹤機體振幅、功率、加速度自動通過變頻器改變變力輪電機轉(zhuǎn)速的大小，在共振點的正向(自低轉(zhuǎn)速到共振區(qū)轉(zhuǎn)速)、反向(自大于共振區(qū)轉(zhuǎn)速到共振轉(zhuǎn)速)調(diào)節(jié)，保證機體在不同工況下始終工作在亞共振區(qū)。該發(fā)明通過上述的自動跟蹤亞共振變力輪方法和與之配套的自動跟蹤亞共振變力輪裝置，達到可調(diào)移動重錘的甩出速度，并在較小的激振力下越過共振區(qū)，以最小激振力產(chǎn)生機體最大振幅始終在理想亞共振區(qū)工作的目的。該發(fā)明的亞共振變力輪方法可應(yīng)用于破拱機、給料機等多種給料、進料、出料或運輸物料等場合。

但共振或亞共振與獲取新的能源的研究方面依然是一片空白。本申請的發(fā)明人致力于能源領(lǐng)域研究18年，在先申請的發(fā)明專利cn201610190209.8中提供一種共振或亞共振摧毀、亞共振動力倍增以及解除共振的方法。但本領(lǐng)域依然需要在共振或亞共振獲取新的能源方面做出進一步的努力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明提供一種共振或亞共振獲取新的能源的方法，所述方法包括提供一種能產(chǎn)生至少兩路頻率相同或相近的應(yīng)力波的裝置，所述裝置以共振或亞共振為其工作狀態(tài)，裝置在產(chǎn)生共振或亞共振時，其輸出端的能量為其輸入端的能量與來自裝置、地球或環(huán)境的新的能源提供的能量之和，裝置輸出端獲取的新的能源可以在裝置中發(fā)生共振或亞共振時集中供給至現(xiàn)有的耗能部件上；所述共振是指荷載頻率θ與固有頻率即自振頻率ω的比值為1，所述亞共振是指θ與ω的比值范圍在0.25～1.3之間且不等于1。有益效果：實驗證實本發(fā)明成功地提供了一種共振或亞共振獲取新的能源的方法。

在一種具體的實施方式中，所述新的能源為來自地球或環(huán)境中的磁能，所述磁能通過亞共振裝置中的線圈和鐵芯轉(zhuǎn)化為電能輸出，所述耗能部件為電器。

在一種具體的實施方式中，所述裝置包括ei型芯片以及纏繞設(shè)置在芯片的中間腿上的輸出線圈、纏繞設(shè)置在芯片的右側(cè)腿上的輸入線圈和纏繞設(shè)置在芯片的左側(cè)腿上的激振線圈，所述裝置中線圈產(chǎn)生的兩個以上不同磁場之間產(chǎn)生亞共振而實現(xiàn)電功率倍增輸出。

在一種具體的實施方式中，所述荷載頻率θ與自振頻率ω的比值范圍在0.5～1.25之間，優(yōu)選為0.7～1.2，更優(yōu)選為0.9～1.1。

在一種具體的實施方式中，設(shè)計所述芯片的左側(cè)腿的中心位置至其中間腿的中心位置間的距離m值使得兩個以上不同磁場間產(chǎn)生亞共振。

在一種具體的實施方式中，所述m值的設(shè)計和加工精度在0.05mm及以下，優(yōu)選在0.01mm及以下。

在一種具體的實施方式中，所述裝置中的電連接方式為從所述輸入線圈處輸入電壓u1，輸出線圈和激振線圈并聯(lián)且并聯(lián)的輸出電壓為u2，u1大于、小于或等于u2；且在u2處接入單獨的一條輸出電路或在u2處接入多條并聯(lián)的輸出電路，所述輸出電路上連接有電器。

在一種具體的實施方式中，電功率倍增的放大系數(shù)β為1.01～100，優(yōu)選放大系數(shù)β為1.1～50，更優(yōu)選放大系數(shù)β為1.2～20。

在一種具體的實施方式中，所述新的能源為來自裝置、地球或環(huán)境中的機械能，所述機械能由彈簧提供，所述彈簧在共振或亞共振后發(fā)生永久彈性形變。

在一種具體的實施方式中，所述新的能源為來自裝置、地球或環(huán)境中的化學(xué)能，所述化學(xué)能由液壓油提供，所述液壓油在共振或亞共振后變質(zhì)。

有益效果：實驗證實本發(fā)明成功地提供了一種共振或亞共振獲取新的能源的方法。所述新的能源例如為來自地球或環(huán)境中的磁能，所述磁能通過亞共振裝置中的線圈和鐵芯轉(zhuǎn)化為電能輸出。根據(jù)該方法開發(fā)的電功率倍增裝置中輸出電功率與輸入電功率相比確實產(chǎn)生了成倍的增長，且功率放大系數(shù)β為10時就說明只需向裝置中輸入1°電即可通過所述裝置得到10°電，而另外9°電的電能都是由亞共振裝置從地球和環(huán)境中獲取的磁能轉(zhuǎn)化而來的。本發(fā)明所述方法可引起對現(xiàn)今能源領(lǐng)域的開創(chuàng)式重大變革，其對科技和人類社會的進步作用將無法估量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述電功率倍增裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述電功率倍增裝置的線圈和電線連接示意圖；

圖3為磁力線示意圖，其中圖3a為一種不能產(chǎn)生亞共振的線圈和芯片產(chǎn)生的磁力線示意圖；圖3b為本發(fā)明所述電功率倍增裝置保持亞共振狀態(tài)時的磁力線示意圖，圖中虛線為磁力線；

圖4a～e為本發(fā)明中試驗裝置的檢測結(jié)果拍攝圖，圖4f為試驗裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)拍攝圖；

圖5為本發(fā)明中試驗裝置的另外不同試驗的檢測結(jié)果拍攝圖；

圖6為《結(jié)構(gòu)力學(xué)》書中的幅頻曲線圖；

圖7為本發(fā)明所述電功率倍增裝置中芯片與線圈的其它組合形式圖。

其中，1、輸入線圈，2、輸出線圈，3、激振線圈，4、芯片，41、右側(cè)腿，42、中間腿，43、左側(cè)腿。

具體實施方式

本發(fā)明是在申請人在先已申請的發(fā)明專利cn201610190209.8(發(fā)明名稱：共振或亞共振摧毀、亞共振動力倍增以及解除共振的方法)的基礎(chǔ)上做出的在實際應(yīng)用領(lǐng)域方面的進一步研究。

因此，本發(fā)明首先提供一種電功率倍增裝置，所述裝置包括ei型芯片4以及纏繞設(shè)置在芯片的中間腿42上的輸出線圈2、纏繞設(shè)置在芯片的右側(cè)腿41上的輸入線圈1和纏繞設(shè)置在芯片的左側(cè)腿43上的激振線圈3，所述裝置中線圈產(chǎn)生的兩個以上不同磁場之間產(chǎn)生亞共振而實現(xiàn)電功率倍增輸出，所述亞共振是指荷載頻率θ與固有頻率即自振頻率ω的比值范圍在0.25～1.3之間且不等于1。

本發(fā)明中，改變荷載頻率θ與自振頻率ω比值的方法有多種，例如通過改變兩個磁場間的相位差來實現(xiàn)。本發(fā)明提供的裝置中具體是通過調(diào)節(jié)二維相位差而使得裝置產(chǎn)生亞共振，實際上還可以從三維立體的角度來調(diào)節(jié)相位差使得裝置產(chǎn)生亞共振。

圖1為本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其中顯示出的一片ei型芯片4包括位置在上且開口向下的e型芯片和位置在下的i型芯片。

在一種具體的實施方式中，所述荷載頻率θ與自振頻率ω的比值范圍在0.5～1.25之間。優(yōu)選地，所述荷載頻率θ與自振頻率ω的比值范圍為0.7～1.2。更優(yōu)選地，所述荷載頻率θ與自振頻率ω的比值范圍為0.9～1.1。

在一種具體的實施方式中，設(shè)計所述芯片的左側(cè)腿43的中心位置至其中間腿的中心位置間的距離m值使得兩個以上不同磁場間產(chǎn)生亞共振。

在一種具體的實施方式中，所述m值的設(shè)計和加工精度在0.05mm及以下，優(yōu)選在0.01mm及以下。發(fā)明人通過試驗發(fā)現(xiàn)，裝置能否順利地實現(xiàn)電功率倍增與m值精密相關(guān)，有時m值僅相差0.05mm，甚至只相差0.01mm都會使得裝置產(chǎn)生能否實現(xiàn)穩(wěn)定亞共振的顯著區(qū)別，這就要求我們在生產(chǎn)試驗裝置或?qū)砩a(chǎn)實用的電功率倍增裝置時，都需要準(zhǔn)確地把握芯片的加工精度。

在一種具體的實施方式中，所述裝置中的電連接方式為從所述輸入線圈1處輸入電壓u1，輸出線圈2和激振線圈3并聯(lián)且并聯(lián)的輸出電壓為u2，u1大于、小于或等于u2。發(fā)明人在研究開發(fā)過程中，曾試著將激振線圈和輸出線圈二者單獨輸出，所得結(jié)果是激振線圈的電壓只維持在16v左右，而輸出線圈單獨輸出也無法達到亞共振的狀態(tài)。因此，以發(fā)明人暫有的試驗經(jīng)驗來看，需要將輸出線圈2和激振線圈3并聯(lián)輸出，才能獲取兩個磁場的亞共振狀態(tài)，實現(xiàn)穩(wěn)定的電功率倍增效果。圖4中所示試驗裝置的輸入電壓u1為220v左右，輸出電壓u2為84v左右。本領(lǐng)域技術(shù)人員能理解地，所述u1可以大于、小于或等于u2，這在本發(fā)明中不受限制，根據(jù)現(xiàn)有的變壓器原理即可順利地設(shè)計和改變輸入和輸出電壓的比值。

在現(xiàn)有技術(shù)的變壓器中，雖然也可能會用到ei芯片，但一般都是中間腿用于纏繞輸入線圈，而兩側(cè)的腿均用于纏繞輸出線圈?，F(xiàn)有技術(shù)中更沒有特定設(shè)置激振線圈所在的左側(cè)腿與輸出線圈所在的中間腿間的距離使得兩路磁場間產(chǎn)生亞共振狀態(tài)的記錄。以發(fā)明人暫有的試驗來看，本發(fā)明中需要使得輸入線圈纏繞在e字型芯片的一側(cè)腿，輸出線圈纏繞在中間腿，而激振線圈纏繞在e字型芯片的另一側(cè)腿，且需要具體設(shè)置激振線圈所在芯片腿與輸出線圈所在芯片腿間的距離或調(diào)節(jié)其它參數(shù)使得兩路磁場的頻率相近而產(chǎn)生穩(wěn)定的亞共振狀態(tài)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能理解的，所述ei芯片的左側(cè)腿和右側(cè)腿是相對來說的，如果我們說輸入線圈纏繞在右側(cè)腿上，則相應(yīng)激振線圈纏繞在左側(cè)腿上；如果說輸入線圈纏繞在左側(cè)腿上，則相應(yīng)激振線圈纏繞在右側(cè)腿上。除輸入線圈以外的另外兩個線圈并聯(lián)輸出，我們把位于中間腿上的線圈稱為輸出線圈，把位于輸出線圈另一側(cè)的線圈稱為激振線圈。

在一種具體的實施方式中，在u2處接入單獨的一條輸出電路或在u2處接入多條并聯(lián)的輸出電路，所述輸出電路上連接有電器。本發(fā)明的發(fā)明人通過試驗發(fā)現(xiàn)，在u2處接入單獨的一條輸出電路相比于接入多條并聯(lián)的輸出電路來說，其電功率放大系數(shù)實際測算值會更大些。

在一種具體的實施方式中，電功率倍增的放大系數(shù)β為1.01～100，優(yōu)選放大系數(shù)β為1.1～50，更優(yōu)選放大系數(shù)β為1.2～20。

本發(fā)明還提供一種亞共振獲得電功率倍增的方法，所述方法包括至少使用鐵芯和三組線圈形成兩個以上不同的磁場，且所述兩個以上不同的磁場間產(chǎn)生亞共振而實現(xiàn)電功率倍增輸出，所述亞共振是指荷載頻率θ與固有頻率即自振頻率ω的比值范圍在0.25～1.3之間且不等于1。

在一種具體的實施方式中，所述三組線圈中一組線圈為輸入線圈，其兩端產(chǎn)生輸入電壓u1，而另外兩組線圈為并聯(lián)的輸出線圈，且并聯(lián)輸出的電壓為u2，u1大于、小于或等于u2。

在一種具體的實施方式中，所述輸入線圈在鐵芯上的位置相對為設(shè)置在一側(cè)，而另外兩組并聯(lián)的線圈平行設(shè)置在鐵芯上的另一側(cè)。

在一種具體的實施方式中，三組線圈分別設(shè)置在ei型芯片的三條腿上，且所述輸入線圈設(shè)置在芯片的右側(cè)腿上，設(shè)置在中間腿上的一組線圈為輸出線圈，設(shè)置在左側(cè)腿上的一組線圈為激振線圈。

在一種具體的實施方式中，設(shè)計所述芯片的左側(cè)腿43的中心位置至其中間腿42的中心位置間的距離m值使得兩個以上不同磁場間產(chǎn)生亞共振。

在一種具體的實施方式中，所述m值的設(shè)計和加工精度在0.05mm及以下，優(yōu)選在0.01mm及以下。

在一種具體的實施方式中，在u2處接入單獨的一條輸出電路或在u2處接入多條并聯(lián)的輸出電路，所述輸出電路上連接有電器。

在一種具體的實施方式中，所述荷載頻率θ與自振頻率ω的比值范圍在0.5～1.25之間，優(yōu)選為0.7～1.2。

在一種具體的實施方式中，電功率倍增的放大系數(shù)β為1.01～100，優(yōu)選放大系數(shù)β為1.1～50，更優(yōu)選放大系數(shù)β為1.2～20。

本發(fā)明還提供一種共振或亞共振獲取新的能源的方法，所述方法包括提供一種能產(chǎn)生至少兩路頻率相同或相近的應(yīng)力波的裝置，所述裝置以共振或亞共振為其工作狀態(tài)，裝置在產(chǎn)生共振或亞共振時，其輸出端的能量為其輸入端的能量與來自裝置、地球或環(huán)境的新的能源提供的能量之和，裝置輸出端獲取的新的能源可以在裝置中發(fā)生共振或亞共振時集中供給至現(xiàn)有的耗能部件上；所述共振是指荷載頻率θ與固有頻率即自振頻率ω的比值為1，所述亞共振是指θ與ω的比值范圍在0.25～1.3之間且不等于1。

在一種具體的實施方式中，所述新的能源為來自地球或環(huán)境中的磁能，所述磁能通過亞共振裝置中的線圈和鐵芯轉(zhuǎn)化為電能輸出，所述耗能部件為電器。

在一種具體的實施方式中，所述裝置包括ei型芯片4以及纏繞設(shè)置在芯片的中間腿42上的輸出線圈2、纏繞設(shè)置在芯片的右側(cè)腿41上的輸入線圈1和纏繞設(shè)置在芯片的左側(cè)腿43上的激振線圈3，所述裝置中線圈產(chǎn)生的兩個以上不同磁場之間產(chǎn)生亞共振而實現(xiàn)電功率倍增輸出。

在一種具體的實施方式中，所述荷載頻率θ與自振頻率ω的比值范圍在0.5～1.25之間，優(yōu)選為0.7～1.2，更優(yōu)選為0.9～1.1。在一種具體的實施方式中，設(shè)計所述芯片的左側(cè)腿43的中心位置至其中間腿的中心位置間的距離m值使得兩個以上不同磁場間產(chǎn)生亞共振。在一種具體的實施方式中，所述m值的設(shè)計和加工精度在0.05mm及以下，優(yōu)選在0.01mm及以下。在一種具體的實施方式中，所述裝置中的電連接方式為從所述輸入線圈1處輸入電壓u1，輸出線圈2和激振線圈3并聯(lián)且并聯(lián)的輸出電壓為u2，u1大于、小于或等于u2；且在u2處接入單獨的一條輸出電路或在u2處接入多條并聯(lián)的輸出電路，所述輸出電路上連接有電器。在一種具體的實施方式中，電功率倍增的放大系數(shù)β為1.01～100，優(yōu)選放大系數(shù)β為1.1～50，更優(yōu)選放大系數(shù)β為1.2～20。

在一種具體的實施方式中，所述新的能源為來自裝置、地球或環(huán)境中的機械能，所述機械能由彈簧提供，所述彈簧在共振或亞共振后發(fā)生永久彈性形變。所述發(fā)生永久彈性形變的彈簧例如會變直，因而相應(yīng)的共振或亞共振裝置中的彈簧在使用一次或數(shù)次后需及時更換。

在一種具體的實施方式中，所述新的能源為來自裝置、地球或環(huán)境中的化學(xué)能，所述化學(xué)能由液壓油提供，所述液壓油在共振或亞共振后變質(zhì)。因而相應(yīng)的共振或亞共振裝置中的液壓油在使用一段時間后需及時更換。

以下內(nèi)容中結(jié)合附圖和實施例具體說明本發(fā)明。

與本發(fā)明裝置對應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖請見圖1和圖2。其中，圖1為本發(fā)明所述電功率倍增裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明所述電功率倍增裝置的線圈和電線連接示意圖。本發(fā)明裝置中輸入線圈1、輸出線圈2和激振線圈3間至少產(chǎn)生兩路頻率相近磁場，這兩路頻率相近的磁場間產(chǎn)生亞共振狀態(tài)為裝置的正常工作狀態(tài)。跟普通變壓器一致的是，本發(fā)明中磁場也是通過鐵芯(芯片)來傳遞，所述芯片例如為硅鋼片。

圖3為磁力線示意圖，其中圖3a為一種不能以亞共振為裝置工作狀態(tài)的線圈和芯片產(chǎn)生的磁力線示意圖；圖3b為本發(fā)明所述電功率倍增裝置保持亞共振狀態(tài)時的磁力線示意圖，圖中虛線為磁力線。圖3a中線圈01為輸入線圈，線圈02和03同為輸出線圈，兩個輸出線圈并聯(lián)，其芯片的中間腿與左側(cè)腿間的中心距離不滿足兩個磁場間產(chǎn)生亞共振的頻率要求，因而該裝置中無法出現(xiàn)亞共振工作狀態(tài)。而圖3b中本發(fā)明所述電功率倍增裝置開啟后能一直穩(wěn)定地保持在亞共振狀態(tài)。發(fā)明人推測應(yīng)該是亞共振狀態(tài)增加了輸出線圈2與激振線圈3之間的磁力線，使得輸出線圈2和激振線圈3之間產(chǎn)生的磁場與輸入線圈1和輸出線圈2之間產(chǎn)生的磁場頻率相近而實現(xiàn)二者的亞共振狀態(tài)。

圖4a～e為本發(fā)明中試驗裝置的檢測結(jié)果拍攝圖，圖4f為試驗裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)拍攝圖；圖5為本發(fā)明中試驗裝置的另外不同試驗的檢測結(jié)果拍攝圖。圖4和圖5中從左至右的燈泡位置分別標(biāo)記為a、b、c和d時，圖4a的燈泡全滅，圖4b點亮的是位置a的燈泡，圖4c點亮的是位置a和b的燈泡，圖4d點亮的是位置b、c和d的燈泡，圖4e點亮的是所有四個位置的燈泡；圖5a(60w)點亮的是位置c的燈泡，圖5b(60w)點亮的是位置b的燈泡，圖5c(90w)點亮的是位置a的燈泡，圖5d(25w)點亮的是位置b的燈泡，圖5e(40w)點亮的是位置a的燈泡；從彩照中可很清晰地看出燈泡的亮滅，而從黑白照片中細看也可發(fā)現(xiàn)鎢絲發(fā)出的亮光；實驗中燈泡使用的電壓僅84v左右，因而看照片中燈泡的燈絲是否發(fā)亮即可見燈泡是否被點亮。

圖4f顯示了試驗裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)照片。從圖可見，內(nèi)部結(jié)構(gòu)中除了包含所述線圈和芯片之外，還設(shè)置有一個總開關(guān)和用于連接負載(四個燈泡座)的輸出端電線。而從圖4a～4e可見，在該試驗裝置的外表面設(shè)置有用于分別控制四個燈泡啟閉的分開關(guān)。另外，從圖4f可見，所述輸入線圈、輸出線圈和激振線圈的繞組匝數(shù)均不相同，但均為數(shù)十至數(shù)百匝。所述芯片的每條腿的形狀和尺寸也不盡相同。

本發(fā)明圖4f中的芯片為多片(例如100片)ei芯片正反疊加而成，如第一片e芯片開口朝下且i芯片橫向設(shè)置在其下方，則第二片e芯片開口朝上且i芯片橫向設(shè)置在其上方。第三片、第五片等芯片的設(shè)置方式與第一片相同，第四片、第六片等芯片的設(shè)置方式與第二片相同。這些情況都與現(xiàn)有的變壓器中的鐵芯(芯片)的設(shè)置方式是保持一致的。只是普通變壓器中更常用的是ui芯片，即u芯片的兩腿分別用于纏繞輸入線圈和輸出線圈。

圖6為教科書中提供的幅頻曲線圖。從劉金春主編的教科書《結(jié)構(gòu)力學(xué)》中國建材工業(yè)出版社第一版(2003年8月)的第15章結(jié)構(gòu)動力學(xué)303～305頁(其中304頁的圖15-23幅頻曲線即本發(fā)明中圖6)可知，動力系數(shù)即放大系數(shù)β僅與碰撞的兩個應(yīng)力波的荷載頻率θ、固有頻率即自振頻率ω、以及阻尼比ξ有關(guān)。在0≤阻尼比ξ≤1的范圍內(nèi)，θ/ω＝1時荷載應(yīng)力波與固有應(yīng)力波之間發(fā)生共振，而當(dāng)0.25≤θ/ω≤1.3且θ/ω≠1時，荷載應(yīng)力波與固有應(yīng)力波之間產(chǎn)生動力倍增(如電功率倍增輸出)狀態(tài)(β值明顯大于1)，我們稱之為亞共振狀態(tài)。此時，若阻尼比ξ越小即其值越趨近于0時，在θ/ω＝1的共振狀態(tài)時，動力系數(shù)即放大系數(shù)β趨向于無窮大，而在0.25≤θ/ω≤1.3且θ/ω≠1的亞共振狀態(tài)時，也是隨阻尼比ξ越小即其值越趨近于0時，動力系數(shù)即放大系數(shù)β越大。

圖7為本發(fā)明所述裝置中芯片與線圈的其它組合形式圖。其中芯片的結(jié)構(gòu)形態(tài)在現(xiàn)有技術(shù)中有出現(xiàn)，英國有個工程師利用該特殊結(jié)構(gòu)的芯片在變壓器性能方面做出了改進。但其線圈繞組方式是中間腿上纏繞輸入線圈，兩側(cè)腿均纏繞的是輸出線圈，其對芯片的內(nèi)部尺寸也未做出特別研究，因而在其裝置中并未出現(xiàn)共振和亞共振狀態(tài)，也就不可能實現(xiàn)電功率倍增。現(xiàn)在我們受其芯片結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，結(jié)合本發(fā)明人在先申請cn201610190209.8中提出的多階亞共振的思想，以及本發(fā)明中裝置中亞共振使得電功率倍增成為事實的思路，三者結(jié)合起來可以用于開發(fā)多階亞共振的電功率倍增裝置。多階亞共振也是我們將來的研發(fā)方向之一。

實施例1

結(jié)合圖1～3和圖4f可見本發(fā)明中提供了一種電功率倍增裝置，所述裝置包括ei型芯片4以及纏繞設(shè)置在芯片的中間腿42上的輸出線圈2、纏繞設(shè)置在芯片的右側(cè)腿41上的輸入線圈1和纏繞設(shè)置在芯片的左側(cè)腿43上的激振線圈3，所述裝置中線圈產(chǎn)生的兩個以上不同磁場之間產(chǎn)生亞共振而實現(xiàn)電功率倍增。

首先，在本發(fā)明試驗裝置的輸出端u2上連接有四條并聯(lián)的回路，四條并聯(lián)回路上各連接有一個燈泡座，圖中從左到右的燈泡座分別命名為a、b、c和d，并聯(lián)的四條回路均有單獨的開關(guān)控制其啟閉。在第一步試驗中a、b、c和d均連接40w的燈泡。裝置中有相應(yīng)的電流表和電壓表實測裝置中的輸入電壓、輸入電流、輸出電壓和輸出電流。

該試驗裝置的電功率放大系數(shù)β＝(輸出電壓×輸出電流)/(輸入電壓×輸入電流)。

圖4a～e為本發(fā)明中試驗裝置的檢測結(jié)果拍攝圖。

從圖4a可見，在四個燈泡全部關(guān)閉時，輸出電壓為83.9v，輸出電流為0，輸入電壓為225.7v，輸入電流為0。

從圖4b可見，在點亮一個燈泡時，具體如圖4b所示點亮燈泡座a中的燈泡，此時輸出電壓為83.1v，輸出電流為0.09a，輸入電壓為225.6v，輸入電流為0.00a(實際值不為零，只是該電流值未達到電流表的檢測限)。可計算出點亮一個燈泡時的輸出功率為7.48w。假設(shè)輸入電流此時的值為0.004a，則可計算出電功率放大倍數(shù)β為8.29。本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，在點亮一個燈泡時，該狀態(tài)下的電功率放大倍數(shù)β＞8.29。

從圖4c可見，在點亮兩個燈泡時，具體如圖4c所示點亮燈泡座a和b中的燈泡，此時輸出電壓為82.1v，輸出電流為0.22a，輸入電壓為225.5v，輸入電流為0.06a?？捎嬎愠鳇c亮兩個燈泡時的輸出功率共為18.06w，電功率放大倍數(shù)β為1.34。

從圖4d可見，在點亮三個燈泡時，具體如圖4d所示點亮燈泡座b、c和d中的燈泡，此時輸出電壓為80.6v，輸出電流為0.33a，輸入電壓為225.0v，輸入電流為0.11a?？捎嬎愠鳇c亮三個燈泡時的輸出功率共為26.60w，電功率放大倍數(shù)β為1.08。

從圖4e可見，在點亮四個燈泡時，具體如圖4e所示點亮燈泡座a、b、c和d中的燈泡，此時輸出電壓為78.9v，輸出電流為0.44a，輸入電壓為224.7v，輸入電流為0.16a?？捎嬎愠鳇c亮四個燈泡時的輸出功率共為34.72w，電功率放大倍數(shù)β為0.97＜1。

在試驗過程中，可發(fā)現(xiàn)圖4b～4e中燈泡的點亮狀態(tài)可以一直持續(xù)。且在未對開關(guān)做出啟閉調(diào)節(jié)時，輸入和輸出的電流表中的數(shù)據(jù)都保持不變，而電壓表中的數(shù)據(jù)只會隨著輸入電壓(220v左右的電網(wǎng)交流電)的波動而產(chǎn)生微小的波動。且長時間的持續(xù)點亮實驗和多次啟閉裝置的試驗結(jié)果表明，雖然輸入電壓和輸出電壓會在一定范圍內(nèi)有波動，但所得的電功率放大倍數(shù)β數(shù)據(jù)相當(dāng)穩(wěn)定，在點亮一個40w燈泡時，電功率放大倍數(shù)為大于8.29倍，在點亮兩個、三個和四個40w燈泡時電功率放大倍數(shù)分別為1.34倍，1.08倍和0.97倍。該試驗裝置充分地說明了線圈間產(chǎn)生亞共振狀態(tài)導(dǎo)致電功率放大成為事實。

從上述試驗結(jié)果可見，本發(fā)明提供的試驗裝置相應(yīng)的輸出電功率適宜在26.6w(對應(yīng)點亮三個40w燈泡的情況)及以下，輸出電功率越低時，放大效果越明顯。事實上，我們可以改變裝置的結(jié)構(gòu)，例如改變裝置中線圈的繞組情況(如各線圈的匝數(shù))，或改變芯片的結(jié)構(gòu)，可使得輸出電壓和輸出功率均增大，或者使得該裝置的θ/ω值更接近1而使得裝置的正常工作狀態(tài)為更強烈的亞共振狀態(tài)，這兩種方法都可以使得該電功率倍增裝置適應(yīng)于在輸出電壓端連接功率很大的荷載，也就是說，使用本發(fā)明所述裝置對應(yīng)的輸出功率可以在幾十瓦、幾百瓦、數(shù)千瓦甚至理論上適用于無窮大。具體內(nèi)容本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)變壓器的常識即可相應(yīng)設(shè)計出來。本發(fā)明中，芯片的片數(shù)、大小和材質(zhì)、線圈繞組(匝數(shù)、線徑)以及電功率的計算等都可以根據(jù)現(xiàn)有的變壓器原理相應(yīng)設(shè)計。

實施例2

本實施例中依然采用如實施例1所述的試驗裝置進行試驗。

因?qū)υ撛囼炑b置來說，負載為40w時，輸入電流還小至該電流表無法檢測到，估算出功率放大系數(shù)β＞8.3。而對并聯(lián)兩個40w燈泡共80w的負載來說，電功率放大系數(shù)β快速跌落至1.34。因而在發(fā)明人將上述試驗裝置攜帶至專利事務(wù)所后，專利代理人歐穎提議再購置了數(shù)個功率不同的燈泡繼續(xù)進行試驗。試驗結(jié)果與預(yù)想的結(jié)果高度吻合，該裝置負載單個60w燈泡時，計算得到的功率放大系數(shù)β為2.56；該裝置負載單個90w燈泡時，計算得到的功率放大系數(shù)β為1.27；該裝置負載單個25w燈泡時，輸入電流同樣小至該電流表無法檢測到。

也就是說，發(fā)明人和代理人增加了25w、60w和90w燈泡對該裝置進行詳細試驗，試驗結(jié)果連同前述用40w燈泡所做試驗的結(jié)果均列于表1中。表1中甲和乙分別代表由不同廠家生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)白熾燈泡，而x和y則代表同一生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的兩個不同標(biāo)準(zhǔn)白熾燈泡。

表1

從表1可見，隨著總負載額定功率的增大，實際輸入功率逐漸增大，同時實際輸出功率也相應(yīng)增大，但實際輸出功率的增幅沒有實際輸入功率的增幅明顯，因此，隨著總負載功率的增大，功率放大系數(shù)β由遠大于1降低至小于2，甚至降低至小于1。也就是說，表1中的數(shù)據(jù)充分地說明了電功率放大的實際結(jié)果已然確實發(fā)生。且一定的電功率倍增裝置對應(yīng)一定的總負載，在總負載功率較小時，功率放大系數(shù)β可以很大，例如超過10。功率放大系數(shù)β為10時就說明亞共振劇烈使得該裝置節(jié)約電能90％，也就是說只需輸入1°電即可通過本發(fā)明所述亞共振電功率倍增裝置得到10°電。同樣的，功率放大系數(shù)β為2時，相應(yīng)獲得裝置中電功率輸出比輸入翻倍的效果。該裝置無論是用于家用電器領(lǐng)域，還是應(yīng)用于電動汽車領(lǐng)域都會有無可比擬的優(yōu)勢。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知的，該裝置的應(yīng)用顯然不僅限于家用電器和電動汽車，任何需要使用電能，甚至任何需要使用能量的結(jié)構(gòu)或部件都可以直接或間接使用本發(fā)明所述裝置。

從表1可見，該裝置電路中隨著輸出的額定荷載變大，實際輸出功率變大，使得輸入功率也在逐步變大，也就是說，實際的輸入功率會順應(yīng)輸出功率而變化，當(dāng)輸出功率小時，輸入功率自然也會變小。也就是說，本發(fā)明所述裝置中可以在輸出端接160w以內(nèi)的任意額定功率的負載，負載的額定功率再小也都不會影響本發(fā)明所述裝置的使用，只是在輸出總額定功率超過160w時，功率放大變得越來越不明顯，甚至在電路損耗(可能是該裝置中的阻尼比ξ發(fā)生變化)的情況下，看起來該功率放大系數(shù)β還會小于1。

此外，發(fā)明人和代理人通過購入同一生產(chǎn)廠家的25w燈泡4個、40w燈泡4個、60w燈泡2個和90w燈泡1個經(jīng)排列組合并聯(lián)到上述試驗裝置的a、b、c和d負載電路中，通過控制開關(guān)控制啟閉得到二十多種不同的負載方式。使用該試驗裝置所得結(jié)果為：該裝置的單條負載功率在60w以下時，β＞2；負載總功率在50～160w時，β均可以為1～2。且總的來說，是隨著總負載額定功率的增大而β降低。且同樣的總負載額定功率時，負載上并聯(lián)的回路較多時β值較小。例如同樣是100w的總負載額定功率，接通40w+60w兩個并聯(lián)的燈泡時，β＝1.175，而接通四個25w燈泡并聯(lián)時，β降低至0.99。再比如，在接通25w+40w+60w三個燈泡共125w的總負載功率時β＝1.040，而在接通40+90w兩個燈泡共130w的總負載功率時β＝1.076，后者的β值比前者略大。此外，該裝置負載單獨的60w燈泡時，β值為2.56，而負載25w+25w兩個燈泡共50w時，β值＜2。這些數(shù)據(jù)都說明該裝置輸出端負載的并聯(lián)電路條數(shù)增加時，使得β值下降的趨勢是很明顯的。我們認為輸出端并聯(lián)的電路數(shù)越多可能會導(dǎo)致整個裝置的阻尼比ξ越大。

通過上述排列組合的系列試驗發(fā)現(xiàn)，總負載的實際輸出電壓也會與負載上接通的并聯(lián)回路條數(shù)有關(guān)?？偟膩碚f，在無負載時，輸出電壓為83.9v；在接通一條回路時，輸出電壓為82.5～84v，通常為83～84v；在接通兩條并聯(lián)回路時，輸出電壓為81～83v，通常為82～83v；在接通三條并聯(lián)回路時，輸出電壓為80～82v，通常為81～82v；在接通四條并聯(lián)回路時，輸出電壓為79～81v，通常為79～80v。輸入電壓一直保持在224.5～227.5之間，因輸入電壓為公用交流電，其數(shù)據(jù)未見明顯規(guī)律。因此，本發(fā)明所述電功率倍增裝置應(yīng)用于單條荷載時其放大效應(yīng)會更明顯地體現(xiàn)出來。我們推測，可能是因亞共振狀態(tài)下多條負載并聯(lián)時其電功率的損耗是不可忽略的(例如并聯(lián)多條電路導(dǎo)致阻尼比ξ驟增)，因而多條負載時其β值較低。

實施例3

本實施例提供了所述試驗裝置中線圈和芯片的電感量變化和檢測情況。

在上述已有試驗裝置的基礎(chǔ)上，稍后我們將進一步研發(fā)放大倍數(shù)更高或?qū)嶋H輸出功率更大的亞共振電功率倍增裝置。事實上，在開發(fā)得到本發(fā)明所述試驗裝置之前，我們已經(jīng)做出無數(shù)次試驗，曾因設(shè)計不到位或調(diào)節(jié)不精準(zhǔn)而使得該裝置出現(xiàn)共振狀態(tài)，導(dǎo)致已經(jīng)燒毀了數(shù)臺試驗裝置。產(chǎn)生了共振的裝置本體強烈抖動，輸入和輸出電壓同時飛增，例如均達到數(shù)千伏，線圈強烈發(fā)熱、冒黑煙、跳動且發(fā)出尖叫聲。本發(fā)明提供的電功率倍增裝置中需要完全避免這種共振情況的出現(xiàn)。稍后我們也將進一步研發(fā)將該電功率倍增裝置用于家用供電領(lǐng)域，此時需要將裝置的輸出電壓調(diào)整為220v左右，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)變壓器的基本原理即可輕易地做到地。我們也將進一步研發(fā)將該電功率倍增裝置用于電動汽車，使得電動汽車的電功率倍增，而使得耗費的電能得到大幅縮減。同樣的，使用本發(fā)明所述電功率倍增裝置可以提供穩(wěn)定的較低或較高的輸出電壓，如36v、24v、300v、380v等。當(dāng)我們需要對380v的三相電進行電功率倍增時，因三相電的線電壓也是220v左右，因而可以分別提供三個電功率倍增裝置而完成對三相電功率的放大。

具體地，本發(fā)明中調(diào)節(jié)裝置的θ/ω值更接近1的方法有多種，這在本發(fā)明中不受限制。但本發(fā)明給出一種常用的方法，即把試驗裝置的e型芯片中纏繞有輸出線圈2的中間腿42的中心位置至纏繞有激振線圈3的左側(cè)腿43的中心位置的距離m調(diào)節(jié)得更近或更遠，使得產(chǎn)生亞共振的兩個電磁波之間達到更強烈的亞共振狀態(tài)。也就是說，當(dāng)所述距離m調(diào)節(jié)至某個定值m1時，兩路磁場頻率相等，二者之間產(chǎn)生共振，這將極有可能燒毀本發(fā)明所述的電功率倍增裝置，因而本發(fā)明中需要將所述距離m調(diào)節(jié)至某個定值m2，所述m2≠m1，且m2-m1的絕對值越小則所述電功率倍增裝置處于更強烈的亞共振狀態(tài)。究其原因，應(yīng)該是距離m的調(diào)節(jié)使得兩路磁場之間產(chǎn)生了相位差，得到了功率放大。其相應(yīng)的θ/ω值與放大系數(shù)β之間的關(guān)系圖請詳見劉金春主編的教科書《結(jié)構(gòu)力學(xué)》中國建材工業(yè)出版社第一版(2003年8月)的第15章結(jié)構(gòu)動力學(xué)304頁的圖15-23，即本發(fā)明中的圖6。

本申請的發(fā)明人還在本發(fā)明提供的所述電功率倍增裝置的能量守恒領(lǐng)域做出探索。從上述試驗結(jié)果可知，該裝置體現(xiàn)出的亞共振電功率倍增的結(jié)果已經(jīng)成為現(xiàn)實。但為何該裝置能產(chǎn)生電功率倍增即能量倍增(向裝置中輸入的能量≠從裝置中輸出的能量)的效果呢？是否本發(fā)明裝置會違背能量守恒定律？如果沒有違背能量守恒定律，那亞共振獲取的額外電能來源在哪里？帶著上述疑問，本申請的發(fā)明人通過探索試驗發(fā)現(xiàn)本發(fā)明中亞共振電功率倍增裝置(上述試驗裝置)的線圈和芯片上的磁能在斷電后的一定時間內(nèi)呈現(xiàn)劇烈下降的狀態(tài)，具體是通過測量線圈和芯片的電感量而檢測出其數(shù)值的明顯下降，但該裝置恢復(fù)通電后又瞬時從地球或環(huán)境中補充磁能至所述線圈和芯片上。也就是說，本發(fā)明的裝置原理是將來自地球或環(huán)境中取之不盡用之不竭的磁能轉(zhuǎn)換為人類生產(chǎn)和生活所需的電能。

具體在電感量檢測過程中：采用三個電感量檢測裝置同步檢測輸入線圈與芯片、輸出線圈與芯片、以及激振線圈與芯片的電感量。在本發(fā)明所述電功率倍增裝置上檢測磁能(電感量)時，剛斷電時輸出線圈和芯片的電感量為825mh(毫亨)，一分鐘后即下降至743mh，在一個小時后電感量衰減為402mh，從檢測表的讀數(shù)可見線圈和芯片上的電感量衰減很快且電感量呈現(xiàn)衰減速度先快后慢的現(xiàn)象。且在電感量衰減到一定值時，例如在約1.5小時后，電感量衰減至低谷值387mh，而后線圈和芯片的電感量又逐步回升，在斷電靜置一晚上后又回歸為825mh。但如若對該電感量低于其原設(shè)計值的線圈和芯片(線圈和芯片的實測電感量無論處在下降趨勢、低谷還是上升趨勢時)通電產(chǎn)生亞共振，則線圈和芯片的電感量瞬間恢復(fù)。因此，發(fā)明人認為在共振或亞共振狀態(tài)下線圈和芯片的磁能受地球磁場的影響而及時補充。上述電感量的檢測說明，本發(fā)明中倍增輸出的電能來自于地球或環(huán)境中的磁能，在共振或亞共振狀態(tài)下，地球中的磁能可以以很快的速度被亞共振電功率倍增裝置中的線圈和芯片吸收，該裝置將來自于地球或環(huán)境中的磁能轉(zhuǎn)化為電能，而實現(xiàn)穩(wěn)定的亞共振電功率倍增輸出狀態(tài)。

需要注意的是，本發(fā)明裝置中在亞共振狀態(tài)運行并斷電后，芯片與輸入線圈1處的電感量并不會衰減，而僅有芯片與輸出線圈2處和芯片與激振線圈3處的電感量衰減很快，三處的電感量初始值由設(shè)計決定，本發(fā)明試驗裝置中激振線圈3處的初始電感量小于輸出線圈2處，斷電后二者的電感量以相近的速度衰減，且在恢復(fù)通電后輸出線圈處和激振線圈處的電感量同步立即回升。

上述能量轉(zhuǎn)化的原理對于普通變壓器和本發(fā)明所述“電功率倍增裝置”來說是相同的，但不發(fā)生共振或亞共振的變壓器中線圈和芯片磁能的衰減幅度很小且衰減緩慢，而本發(fā)明所述裝置中在亞共振裝置驟停下磁能衰減速度很快和在恢復(fù)亞共振狀態(tài)下磁能補充也很快。此外，通過試驗發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明裝置中線圈和芯片磁能的快速變化并不會影響本發(fā)明“電功率倍增裝置”的整體壽命。

此外，本發(fā)明提供的“電功率倍增裝置”的輻射是很小的，且有外殼屏蔽裝置中產(chǎn)生的微量輻射，因而本發(fā)明的裝置使用起來可安全放心。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。