第五章的标题令我颇费踌躇。在目录中我翻译的标题是“电能-驻脉冲体系”,但这是很不准确的。原文是:Energy-Tapping Pulse System. Tapping有多种含义和用法。如“轻叩”、“轻拍”,“开发”,“变压器分接头”、“炼钢出渣口”等。想来想去,最后还是去信给帕特里克.他的答复可能对大家有点启发,故摘录于此: ------------------- 问: “ Energy-Tapping”是个新名词吗?是什么意思?是能量的接口?同步能量?或是能量抽头,就象变压器抽头?或只是通常应用的例如“我希望人类很快在开发(tapping)这些新能源中成功”?哪个是最接近的? 答:这一章标题意思是“每一次收到来自用户的触发脉冲时,这些系统便能从本地环境中汲取到能量”。某种程度上,很难给各章节起名,因为所有自由能源设备都是从周围环境的零点能量场汲取能量的。 ----------- 这样看来,第五章名字取为“能量接口脉冲系统”可能较好。
嗯,的确更好。再把词序调一调“能量激发脉冲系统”。这样就更接近原文词序了。
第五章: 脉冲能量激发系统 自由能源设备的一个非常有趣的特点是,虽然各种设备似乎完全不同,并且具有不同的外观的应用,运行背景通常是一样的。显然,一个尖锐的正向直流电脉冲与周围的能量场相互作用,产生了大量的自由能源,提供给那些知道如何去收集和使用额外能的人。 让我再次强调,“超统一体”(Over-unity)装置是不可能的。“超统一体”装置认为可以从一个系统里取出多于进入这个系统的所有能量。这是不可能的,因为你不能100%拥有任何东西。不过,有另外一个评判任何系统运行的完全有效的方法,那就是评估系统的输出相对于用户投放令其工作的量。这称之为“性能系数”(Coefficient Of Performance),或“COP”。COP = 1 就是用户输入的能量在输出端全部得到回馈。而COP>1是输出了更多的有用能,大于用户必须输入的能量。就如一艘无需水手提供动力的、在煦煦微风中乘客前行的帆船。能量就来自本地环境,尽管效率低,但其COP大于1。我们这里寻找的不是利用风能、波涌能、阳光能,河流能,热能或其它什么能,而我们要的是某种就在我们身边的可资利用的、无形的能量场,即“零点能”场。 为此,让我们看看被人们广泛使用的脉冲电路,显然是完全不同的装置。一个电“脉冲”是一个突然急剧上升和下降的电压。然而,在实际设备使用时,脉冲很少会作为孤立事件生成,所以可能最好考虑一个序列脉冲,或一个有着极其尖锐的上升和下降沿的“波形”。这些可称为振荡器或信号发生器的是如此的司空见惯,以至于我们往往不再重新考虑它们,但使用一台振荡器来汲取零点能的真正重要的因素是信号的质量。理想的情况下,所需要的可以是一个完美的无过冲方波,而且电压电平从不到零伏以下;或一个复杂的波形,同样具有非常犀利起始和衰减时间。这些波形比你能想象得到的更难产生。 即使在拥有尖端的固态电子设备的现代,产生一个真正的尖电压脉冲的最佳方法仍然是考虑用火花隙,特别是用一个与火花隙成直角的强大的磁场突然砍断了的火花。作为这种类型的实例,请参考下面的装置。 弗兰克•普伦蒂斯COP=6的脉冲天线系统 美国的电气工程师弗兰克•怀亚特•普伦蒂斯(Frank Wyatt Prentice)发明了一台他称为 “电力蓄电池”(Electrical Power Accumulator)的装置,其输出功率是输入功率的六倍 (COP = 6)。他于1923年9月18日获得美国专利,专利号253,765,专利说: 我的发明涉及到电力蓄电池的改进,其中,地球起了一个转子的作用,而周围的空气则作为一个定子,从而收集地球按其轴心旋转而产生的能量,同样作为能量来利用或用作其他用途。 在我为铁路做的列车无线控制系统的开发中,包括我的美国专利特许证号843,550,我发现,用一根适当直径的导线组成的天线以绝缘手段支撑、高于地面三到六英寸、并延伸或多或少一英里半的长度,上述天线的一端通过火花隙接地,而另一端由一台有500,000赫兹二次频率、500瓦输入功率的高频发电机通电,会在天线里产生一个与大地电流相同的振动频率,因而来自周围介质的电功率沿发射天线的一段积累,并用一个18英尺长的封闭振荡环形天线在约20英尺距离处与发射天线平行运行,通过调整环形天线,则有可能获得足够的电力全功率点亮一个系列组六十个60瓦的碳灯。 降低或提高500,000的频率都将导致通过18英尺天线接收到的能量的衰减。同样,提高发射天线导致接收天线上的功率拾取按比例下降,而在地表6英尺以上则完全无法获得功率,没有电压和频率变化。 我的一般性发明的目标是利用地球产生的能量,并于此说明和以图示解释。两个图说明了这个发明的简单的和优选的形式,但我希望它能够被理解,没必要在苛求精确电路上、形状上、定位上做出限制,而这里显示的结构上细节,以及那些替换、修改和变型会在有需要的时候在本发明范围内做出。 特别参考图.1,1和2是交流电的伺服导线,供应110伏每秒60周给一台高频发电机。3是带4和5投的开关。6和7是高频变压器8的连接点,以步进频率到50万赫兹,而电压说是100千伏。9是一个感应线圈。10是火花隙。11是可变电容器。12是初级绕组而13是变压器8的次级绕组。次级绕组通过可变电容16和导线17接地。导线14连接变压器8到主发射天线19,发射天线沿其长度方向用绝缘装置20支承。火花隙21定位于主发射天线19和地线24之间,经过导线22和可变电容器23。主发射天线19可以是任意所需长度。 在图.2中,25是任意所需长度的封闭振荡回路天线。为使效率最大化,它与图.1的主发射天线19平行。26连接到降压变压器的次级绕组27,该绕组然后通过可变电容器29到达地线31。降压变压器的初级绕组32跨接了一个可变电容器33,而它直接馈给频率变压器的绕组34,通过绕组35供应电流给电机“M”或别的电气负载。 在描述图示时,我将解说我的发明的操作。操作开关3以连接输入功率。调整火花隙10和可变电容11,使得每秒500,000周频率的100,000伏被传递到图.1中的变压器8。接着,调节发射天线19的火花隙21,使得电流浪涌跨越火花隙21以清除沿100千伏和50万赫兹的天线传播的所有(电压)节点和峰点。高频交流电流流经火花隙21,通过可变电容23到地24,由此通过大地到接地点18返回,穿过可变电容16并返回到变压器8的绕组13。因为500,000赫兹电流与大地生成的电流相同而且与它合拍,它自然地随着大地电流的积累并以变压器8进行合并,给出一个高频电流的储存库,以通过同样的500千赫兹频率的调整好的电路来提取,恰如图.2所示,天线谐调到接收500千赫兹的频率,此电流于是经过变压器27,或任何频率调整的变压器,并对负载38供电。 电流穿过大地从发射天线19返回,比穿过一根导线作为接地返回电流更可取,这样它能比导线提取更多的大地电流。我还喜欢在一定条件下,使用一根单独的天线导线代替回路天线,如图.2所示。在某种操作需要下,我通过升高发射天线,使柱子架高离地面许多英尺,改善了性能,但这样的安排必须使用不同的电压和频率来积累大地电流。 弗兰克的这个系统有效地应用非常尖锐的直流脉冲冲击一条有相当长度的离地不远的水平位置上的导线。由于变压器初级端上的火花隙以及协同在变压器次级端(高电压)上的火花隙,使得这个脉冲非常尖锐。一个500瓦输入功率给出了3千瓦的输出功率是出自一台似乎难以置信的简单的设备。
第五章: 脉冲能量激发系统 戴夫•劳顿的固态电路 一个固态半导体电路证明了如图示那样的戴夫•劳顿(Dave Lawton)所复制的斯坦•梅耶(Stan Meyer)的水燃料电池部分成功地产生了脉冲。这里,标准的NE555定时芯片产生一个方波伺给一个精心挑选的场效应晶体管BUZ350,在下图的“A”点上通过一对扼流线圈组合驱动一个水分解电池。 斯坦•梅耶在绕制这些扼流线圈时使用了环形铁氧体,而戴夫•劳顿则用两条铁氧体磁棒,用厚的铁条桥接顶部和底部。扼流线圈绕在铁氧体直棒上看来工作得也相当不错。施加波形到管状电极并转换为极尖锐、极短促的高压尖峰,在所有的情况下效果相同。这些尖峰信号打破了局部量子环境的平衡,引起能量的大量流动,很小的一部分闯入电路里成为额外能。电池会变冷,而且输入电流很低;这与通常的电解槽温度明显升高,输入电流需要大量增加相当不同。
第五章: 脉冲能量激发系统 约翰•贝迪尼电池充电电路 约翰•贝迪尼(John Bedini)用一个双线并绕线圈的与此相同的脉冲来产生同样极短、极尖锐的电压尖锋,它打破了本地能量场的平衡,引起了额外能的大量流动。这里显示的数据取自他的美国专利6,545,444号。
约翰制作并慷慨分享了许多设计,所有这些都基本相似,均采用1:1的双线并绕变压器。这一台使用了边缘嵌入了永磁体的自由运行的转子,以在标记为“13b”的线圈单元的绕组里触发尖锐感生电流,并导通晶体管,给绕组“13a”供电,使得转子得以继续前行。耦合线圈“13c”从本地环境收集额外能,并且在这个特殊电路里,把它伺入到电容器内。转子旋转数圈后(通过对第二转子的降速比指定),电容器里充的电被饲入到第二个“充电”电池。
转子是可取的,但不是必要的,因为标记为1和2的线圈可以自激振荡,而且在图示中显示为3的可以是任意数目的绕组。绕组3产生极短、尖锐的高压尖峰脉冲,这是设计的关键部分。如果这些尖锐的脉冲被伺入一个铅酸电池(而不是一个如上图所示的电容器),那么将会产生一个不寻常的效果,它会引发电池和直接环境之间的联系,使环境对电池进行充电。这是一个令人惊讶的的发现,而且因为电压脉冲是作为1:1扼流线圈的高电压的结果,充电电池组可以是任意数目的电池并且可以堆叠为24伏组,即使驱动电池只是12伏。更有趣的是,脉冲电路关闭后可以继续充电超过半个小时。 适当调整这些电路工作在最佳状态可能会非常棘手,但一旦调整得到,它们就有一个COP>10的性能。主要障碍是,充电机制不容许正在充电时用电池组驱动负载。这意味着任何连续的使用,必须有两个电池组,一个充电而另一个正在使用。另外一个主要问题是电池组恰恰是不适合家庭真正使用的。一台洗衣机拟定为2.2千瓦,一次洗涤周期也许是一小时长(如果是洗涤“白色”衣物再接着洗涤有色衣物,就要两个小时长,这并不少见)。在冬天,暖气装置运行时间与洗衣机一样长,这就是双倍的负载了。 建议电池加载不要太超出其“C20”率,即其20个安培小时额定率。都说使用85安培小时的深循环娱乐电池,那么建议的抽取率是85安培除以20,就是4.25安培。让我们推进一步,说我们要冒险来汲取一倍,令其为8.5安培。因此,假定我们的逆变器有着100%的效率,那么我们需要多少电池来给我们的洗衣机供电?嗯,2200瓦在一个12伏的系统上是2200/12=183 安培,所以每个电池贡献8.5安培,我们将需要183/8.5=22个大型、重型电池。如果我们处理正确,我们将需要的二倍于此的数字,再加二倍为家庭取暖,一个至少是实际可行的系统那就要110个电池。这种电池组的庞大规模对于一个中等家庭的户主或生活在公寓里的个人来说是不现实的。所以,除了设备的小项目外,看来贝迪尼的脉冲充电系统是不实际的。 然而,真正重要的一点是,当这些短脉冲施加于铅酸电池时,形成了一个与环境的链接,导致大量的能量从外部流入电路。这就是额外的“自由能源”。有趣的是,它极有可能,如果以上面显示的戴夫•劳顿的水分解器电路产生的脉冲伺给铅酸电池,那么同样的电池充电机制是有可能发生的。同样,如果贝迪尼的脉冲充电电路连接到象戴夫•劳顿那样的水分解电池,那么极可能它也能令人满意地驱动电池。两个明显不同的应用,两个明显不同的电路,但都产生尖锐的高电压脉冲,吸取周围环境的额外自由能。
第五章: 脉冲能量激发系统 特斯拉开关 不会就此止步。尼古拉•特斯拉向世界介绍了交流电(“AC”),但后来他从AC转到极短促、尖锐的直流(“DC”)脉冲。他发现通过调节这些高压脉冲的频率和持续时间,他能产生一系列取自环境的效应——加热、 冷却、 照明等。要注意的重要一点是脉冲是直接从本地环境汲取能源的。撇开特斯拉的实验过程中使用的先进的设备,而转到特斯拉的看起来简单的4-电池开关,我们发现了尖锐的电压脉冲从环境中汲取自由能的同一操作背景。 考虑一下静电喷雾器公司(Electrodyne Corp)的为期三年测试的电路(展示在《自由能装置和系统手册,1986》,The Manual of Free-Energy Devices and Systems):
请注意,当几年前我共享此电路图时,有人告诉我二极管显示反了,因此我显示的那些二极管是不正确的。上图是静电喷雾器公司的图,是正确的。
本设备所用的开关是机械装置,其中有六个开关,而在任何时候三个是开,三个是关。静电喷雾器公司员工呈示的电路图如下:
其开关如下:
建议这个看起来简单的电路要有一个电感负载,最好是电机,但要考虑其结果是测试时间相当长。如果开关速率和开关质量足够高标准,则给负荷的供电可能是无限期的。使用的电池是普通铅酸电池,而经过三年的测试后,电池似乎仍处于完好状态。他们的测试显示了一些非常有趣的东西。如果电路被关闭,电池放电至较低电平,那么当电路再次接通,电池恢复到满电不用一分钟。尽管充电率非常高,电池也不会发热。如果关闭电路并从电池汲取大电流,那么就会发热,这是很正常的电池放电。该系统可用于照明、热水器、电视机、小电机和30马力的电动马达。如果电路运行时不受干扰,那么每个电池充电将高达近36伏,没有明显的不良影响。控制电路的开发是为了防止这种过度充电。这当然是很容易做到,因为所需要的只是安排一个继电器跨接一个电池,当电池电压达到某个被认为是令人满意的最大电压时,断开与电路的连接。 这些测试结果显示了引人注目的电池充电和电池性能,完全超出与普通铅酸蓄电池相关的正常范围。它们被伺入极短促、极尖锐的脉冲,就象前两个系统一样?看起来好像并没有,但另一件从静电喷雾器公司传来的非常有趣的信息是,如果转换速率低于100赫兹(即一秒钟切换100次),电路就不会正常工作。静电喷雾器开关是通过安装在一个小电机轴上的三个圆盘进行机械完成的。 另外一个由静电喷雾器公司测试人员做的详细报告说,如果开关速度超过每秒800次,是“危险的”,但遗憾的是,他们没有说为什么或如何是危险的。这显然不是一个关于电池的主要问题,因为据报道,经过三年的试验,它们依然外形良好,因此绝对没有爆炸的电池。这很可能就是一件简单的事,即每一个电池上的电压上升得如此之高,超过了电路组件的电压规格,或负载通电,这是一种明显的可能性。这可能是超过每秒800个脉冲,充电产生的过度冷却对电池不太好。 人们普遍接受这种性质的电路正常地工作,开关必须非常突然,非常有效。大多数人都立即急于使用固态开关,而不是使用静电喷雾器公司那样的机械开关。“半导体闸流管”或“SCR”或许适用于此,但一个PCP116光电隔离器的急剧切换激励一个IRF540场效应管驱动器是是令人印象深刻的,而如果你喜欢,一个TC4420场效应管驱动器可以代替光电隔离器。或许是在开关导通和关闭后使之略为滞后,可证明非常有效。 如上所示,静电喷雾器公司员工用了三个同一的圆盘安装在一个电机的轴上。这使得接触电刷可以安在圆盘相对的两侧。当然,有许多可以替换的结构,总有要求说明我如何愿意选择去制做这种机械开关类型。采用机械继电器的通常想法不太实际。首先,对于这种电路,继电器在建议的切换速度上有困难。其次,对接触寿命而言,两百万和只有每秒100次的切换速度,继电器在运行两个星期的运行后将达到其预期寿命,这不是一个非常实用的选择。 我们的目的是要有一个简单的构造,可以产生电机运行的几个切换,易于调整的三组开关的两个独立的定时套件(一套为开时,另一套关闭),一个可以拆开、然后再组装而不会改变定时的构造,和一个直接的电子连接。显然,结构需要用的组件是容易得到的成品,而理想情况下,只需要简单的手工工具施工。 这个推荐的结构允许为启动第一套开关和启动第二套开关的所做的定时调整。还应该可以在两套开关之间采用一个短的间隔。这种特殊设计是假定有个间隙在每个运行的开关之间可能是有益的。 开关触点是刚性臂,通过弹簧拉向旋转鼓。触点接触鼓可以是不同的类型,而显示的这一个是特别方便的黄铜或铜凸头螺钉或螺栓,因为它允许用标准焊锡小片做连接开关的钢丝连接点,而钢丝跨接到一个通常的电螺旋接线器,所有这些都可以看到。我建议四个螺旋连接器应用作为一个区组,因为这样当钢丝被绷紧后可令其能够被两个螺钉拧紧固定而停止转动。筒型开关内应无需任何导电嵌入而使之在旋转方向上特别宽敞。 一种实用的施工方法或许是:
显示的接触臂是成对互相关联的。如果它们保持各自独立,并且每个臂使用一根弹簧,而不是如上图所示一根弹簧两个臂,则可以允许较低的施工精度。我强烈建议开关鼓要坚实,而且黄铜或铜插件具有相当厚度,有把握键入鼓中。插入件表面应非常温和轻柔落下与鼓表面精确对准,或许非常小心地使用一把小锉,或者如果你足够幸运,你也可以用车床。 所有开关臂的支点长度可以是两端带锁紧螺帽的螺纹棒的长度。当鼓正在旋转时,开关臂几乎没有移动,所以开关臂里的穿螺纹棒的孔无需非常精确。话虽如此,必须明白,三套开关的每一个开关必须在同一时间开启和关闭,因而弹簧支承臂上的触点必须在筒形开关内完全相同的时间里滑上和滑离导电片。 该图显示了环绕着鼓圆周的八个均匀间隔的位置上是三个导电插件。有多少绕着鼓并不重要,尽管建议给出了每旋转一周是八个。如果您选择用不同数目,要记住下面鼓臂的定位就会不同。你要安排使之一组导电片刚离去而另一组滑上其导电片上。两组开关不能同时是开,因为那会使电池短路,这恐怕不是一个好主意。 稍微移动垫板来调整定时,通过松开四个紧固螺丝,滑动垫板并重新拧紧螺丝。当然,这样做时是在鼓停止转动时。 六个开关臂一套的每一个都要求在滑动触点(显示为螺栓头)和支点孔间的臂长是绝对同一的。每个嵌入到鼓中的导电片需要精确对准,且宽度相同,否则开关动作将参差不齐而不能适当同步。 支承开关臂的可以是带了开槽的单个块,也可以是所示的数个标准矩形焊接和粘合或螺栓拧紧在一起的简单结构。 与非导电部分相比,导电片数量的不等意味着在每一个开关对的开与关之间将有一个正时间隙。尽管如此,电池开关将要求有一个50%的工作周期。开关顺序将是:开/关/暂停,开/关/暂停,开/关/暂停……而那很可能是一个可取的配置,因为具有脉间延迟可以作为电池充电非常好的配置。 但是,请不要以为这里描述的特斯拉开关是一个“即插即用”装置,你可以导通它,而它会给你的上述那种输出,因为那是绝对并非如此。你要明白特斯拉开关作为一个长期的发展项目,具有很高的潜力。 如果你使用带手动开关的特斯拉开关电路,并在开关转换前运行每个阶段许多分钟,它会给四倍的更佳性能,相比于断开并联电池而运行负载。这可不是特斯拉开关的一切。 尽管事实上特斯拉开关迎合了一大批人,但它是属于比较难于运行的设备之一。如果反向导通二极管以使它们可以由每个电池伺入电流,那么运行无疑将是COP<1,但会比无开关运行的电路好许多。 据我所知,只有约翰•贝迪尼实现了第二种方法。这里的电路是相同的,但非常仔细地调节电路元件和连接导线以产生电路共振。当共振产生后,虽然只有很少甚或根本就没有多余的能量提供给辊和其它设备,但电路却变成自维持电路了。 第三种方法是由美国的静电喷雾器公司的员工做了三年多的开发和测试。在这一型号里,二极管是反转的,而仅伺入尖峰电压返回到电池,通过二极管,一般相信这个方向是不允许电流流过。这是一个非常不同的运作形式,负载功率从本地环境流入电路。电池需要长时间的运行来“适应”这种方式,因为电路里应用的“冷电”与电池使用至今的“热电”是相反的。这个长时间的调节周期通常足以使一般建造者放弃并相信那种电路是不行的。在尝试复制斯坦迈耶的“水燃料电池”时,戴夫•劳顿面临完全相同的这一类问题。它呈现出“死机”状态并且整整一个月的测试期里没有任何产出,然后它突然活了过来,在几乎没有电输入下产生大量的布朗混合气体(氢氧混合气体)。没有非凡的耐心,戴夫永远也不会成功。我相信这同样适用于特斯拉开关,当二极管正确连接时,阻塞来自电池的电流流过---在系统突然活跃前可能需要长期和耐心的测试。 一个实验者不相信二极管能够有可能那样反向工作,测试了那个配置并发现,尽管理论如此,实践上,反向偏压二极管居然递送极尖锐的电压尖峰给电池,所以效果很可能像一个约翰•贝迪尼的电池脉冲电路的顺利而有效的版本。 有趣的是,这似乎确认了运行的特斯拉开关的充电电位,特别是如果在两组开关运行之间有一个短暂的休止期。这里是电路的一个电晶体版本:
这里,六个2N3055晶体管(或更合适的型号TIP3055)由六个音频变压器(可能是美国Radio Shack零售商的#273-1380变压器)接通和断开。8欧姆变压器初级绕组串联连接,并由方波发生器通过大电容驱动。这个电路在上面的电路图中以红色显示。当方波为正时,变压器1、2和3的初级绕组由正向偏压二极管加载,它将跨过它们的电压限制为最大约0.7伏,而当开关导通时保持其短暂运行。其它三个变压器4、5和6以二极管跨接其定位的初级绕组去阻挡正压,因此其晶体管保持截止。 当方波发生器的输出电压变为负时,情况相反,而变压器4、5和6短暂导通,而变压器1、2和3保持断开。跨接初级绕组上的二极管是1N4148二极管,它有着极快的切换时间,对这类电路来说是非常重要的。其它的二极管是1N1183,额定值为50伏和40安培。 机械开关似乎工作很不错,但如果我们决定尝试使用电子线路,那么我们需要获得精确的50%的间隔比来应用于开关电路,因此以下风格的电路的可能在位置“A”用了多匝的预设电阻器:
这里,通过调节一个非常宽波段的脉冲间隔设置,频率没有受到明显影响。来自脚3的输出需要去驱动一个非常灵敏的开关组合,如用TC4420场效应驱动器连接到IRF540场效应晶体管。 电路或许是这样的:
这种电路可以调节脉冲间隔比而不改变频率,也可以调节频率而不必以任何方式改变脉冲间隔设置。在特斯拉开关电路中,三个开关要在开的位置上,另三个开关在关的位置上,因此我们将通过使用上面的标准的NE555定时器,以调节其脉冲间隔比(即不同的开到关的比率)来配置。我们将使用这种电路去激励六个光电隔离器,按要求打开和关闭三组六个晶体管。要取得所需的非常高的开关速度,需要用到PCP116光电隔离器,虽然很难找到,而我们所有的努力都是为了提高开关速度。 可变电阻器有多种类型。也许最好使用预设的类型,因为它们很容易调整并保持其设置非常可靠。而且,当找到了正确的设置时,则元件将会永久留在该位置上。一些通常的类型是:
有的是在顶部而有的是在一侧调节。 所有都可以直接安装在带板或印刷电路板上用来构建电路。 然而,问题是决定电流的流动方向,并提供相应的固态元件,因为特斯拉开关电路几乎可以肯定不会与传统的电子设计一起运行。如果你要反转本节第一个电路图所示的二极管,则电路将保持稳定的COP<1,尽管有些人操控的一种运行证实了超过了用电池直接为负载供电的32倍。本节前两个图所示的二极管,从环境汲取能源使电路运行,而那个运行在电路里是一种完全不同的方式。 有趣的是,要注意,在1989年美国专利4829225授予尤里•坡达拉詹斯基(Yury Podrazhansky)和菲利普•波普(Phillip Popp),他们的证据是,如果以特定的脉冲,电池充电要好得多,且有更长的寿命。其公式是,电池应给予一个强有力的充电脉冲,持续时间的周期在四分之一秒到二秒之间,这个脉冲即电池的安培小时率(电池容量)。那就是,一个85安培小时率的电池,充电是85安培。那个脉冲之后是同样的放电脉冲,或甚至是更大的电流,但仅仅维持了2%到5%充电脉冲时间。脉冲重复,那两种脉冲跟着的是脉冲休止期。使用这种方法时,他们报出了下面的经验范例:
有趣的是,这似乎证实了特斯拉开关的操作风格的充电潜力,尤其是如果在两套开关运行之间有一个短暂的搁置时间。 这种开关电路还有另一个版本。这种版本使用更多的二极管,而这些二极管如果是锗类型的,会好很多,尽管事实上大功率锗二极管越来越难找。配置如下:
********************************************************************************** (旧版补遗供参考)
尼古拉·特斯拉向世界引入了交流电,但后来他从交流转向极短的、尖锐的、脉冲直流电。他发现,通过调节这些高压脉冲的频率和周期,他可以产生一系列汲取自环境的效应——加热、制冷、照明等。要注意的要点是,脉冲是直接从当时环境中提取能量的。把特斯拉在这些实验中使用的先进设备放在一边不论,而转向特斯看来简单的4 -电池开关,我们发现了同样汲取环境自由能的尖锐电压脉冲的背景运行。 参考一下静电喷雾器公司的三年周期的电路测试(《自由能源设备和系统手册》,1986,第1卷): 这个看上去简单的电路需要有一个感性负载,最好是一个电动机,但此外还要考虑很长周期测试的后果。如果开关速率和开关质量足够高标准,则负载可以无限供电。 所用的电池是普通的铅酸电池,而经过三年的测试,电池似乎处于完美状态。他们的测试揭示了一些非常有趣的东西。如果电路被切断而电池放电至一个低电平,则当电路再次接通,电池在一分钟内恢复到满充。由于没有充电电路连接到系统,对电池充电的能量必定是从电路外部流入电池(和负载)的。与贝迪尼脉冲式电池充电器电路的相似性立即映入脑海,特别是尽管充电速率很高,但电池并未发热。如果电路被切断而从电池中抽出大量电流,则会产生热量,这对于电池放电是很正常的。系统运行照明、加热器、电视机、小型电机和30马力的电动机。如果不受干扰,随着电路的运行,则每个电池将充电近36伏特,没有明显的不良影响。开发了控制电路来防止这种过度充电。 这里我们有惊人的电池的充电和性能,超出这些普通的铅酸电池的相关正常范围。它们是否像前面的两个系统被馈给极短、极尖锐的脉冲?看起来好像不是,但静电喷雾器公司的另一非常有趣的信息是,如果开关速率小于100赫兹(即在一秒内切换100次),电路将不能正常运行。通过安装在小型电动机的轴上的三个盘,机械地完成静电喷雾器公司开关。压在这些旋转盘上的电刷显然可能经历了与用于电子电路的机械开关一样困扰的“开关跳动”。不是单纯、干净地从断开到导通状态的转换,而是有一系列极短的占和空电路。如果这种情况发,生在静电喷雾器公司的机械切换上,那么电路在切换瞬间就会经历非常短而尖锐的电脉冲。在效应开始出现前,开关速度必须达到每秒100次的事实确实很有趣——尽管没有任何方式的证明。 静电喷雾器公司测试人员报告的另一个细节是,如果开关速度超过每秒800次,那是“危险的”,但不幸的是,他们没有说出为什么或如何危险。这显然不是电池的主要问题,因为据报道,经过三年的测试,电池外形良好,所以绝对不会有电池的爆炸。很可能就是简单的在每个电池上的电压升高到超过电路元件的电压规格——或者所供电的负载——这无疑是可能的。 在我看来,考虑到电池的响应方式,认为由其机械系统产生短脉冲是完全合理的。如果是这样的话,那么这里是另一个系统通过尖锐的电压脉冲从环境中获取能量。 特斯拉开关电路有些非常有趣的特征。在校学生被教育:如果灯泡跨接到电池上电流从电池通过灯泡回到电池。这个电流使灯泡被点亮,而一段时间后,电池耗尽,不再能点亮灯泡。 这完全是正确的。 然而,这种教育得到的印象是错误的。这意味着在照明灯泡完成的“功”,耗尽了电池的电,而那电池是以某种方式存储电力的——就像沙漏或者煮蛋计时器中的沙子——当它耗尽时,将不再能够点亮灯泡。顺便说一下,可以说,实际上在电站流动的电子没有一个你墙上的电源插座中流出。真实情况是电站的电子在你的本地降压变压器的一个绕组中流动,并在那里引起一个波动的磁场,导致你所在地的许多自由电子流入变压器的另一个绕组,然后流向你 墙上的插座。如果你自己造成同样的磁场波动,那么在没有电力公司参与的情况下,你将获得相同的电力电平。 有意思的是,同样的是那些学校老师会展示出正确的电路图,如下图所示: 您会注意到,流出灯泡的1安培电流与流入灯泡的1安培电流完全相同。从灯泡流出的电流量与从灯泡流出的电流量完全相同。那么,在点亮灯泡的做功有多少电流被 “用完”呢? 答:没有。能源永远不会被摧毁,可能发生的最多是它从一种形式转换为另一种形式。 那为什么电池最终不能再点亮灯泡呢? 嗯,那是电池运行方式的一个特点。 如果电流在一个方向上流动,则电池被充电,如果它在另一个方向上,则电池放电: 电池耗尽,与通过灯泡的电流无关,如果灯泡离开电路,电池还会耗尽。通过使电流流过灯泡来产生光的有用“功”,不会“消耗”任何电流,更重要的是,它不“消耗”任何能量。 能源不能被“用完”—— 它只是从一种形式转变为另一种形式。这难以理解,因为我们受到的教育是:我们必须不停地从供电公司购买能源来驱动我们的设备。错误的观念是,我们购买能源,然后在设备中“消耗”,所以我们不得不再购买更多,以保持设备运转。我们接受这个观念是因为这就是我们所受到的教育。这不是事实。 流过灯泡的电流可以被设置为另一个电池的充电电流。它既可以点亮灯泡,又可以给另一个电池充电而无需任何额外电流: 这里,电路像以前一样由电池1供电,但是这次电流继续对电池2充电。是的,电池1像以前一样放电,但正极侧是电池2一直在充电。 最后一步是交换电池: 现在,新充电的电池2点亮灯泡并再次为电池1充电。似乎不可能? 啊,非也。尼古拉·特斯拉用他的“4-电池开关”系统做了演示,他选择使用四个相同的电池来实施这个电路: 如此处所示用12伏电池时,跨接它的灯泡有12伏电压,与第一幅图中所示的单个电池的电压相同,因为电池1和2“串联”接线以提供24伏电压,而电池3和4被“并联”连线以给出12伏特。特斯拉开关电路用1和2交换电池,代替3和4——每秒数百次。如果连接一个简单的手动转换开关,并用它改变如上所示的电池配置,测试表明,电池可以比没有切换点灯更长时间。问题是电池没有100%的效率,所以你只能将约一半的充电电流从电池中再次收回。要让特斯拉4-电池开关运行下去,必须有外部能量流入,以抵消铅酸电池的低效率。镍镉电池效率较高,因此有时在这个电路中使用,它们可以良好运行。 与普通铅酸电池一起使用的电池充电电路还有另外一个重要的因素,那就是所涉及的材料的特性。在这个开关电路中的充电过程是通过电子沿着连接线流入电池来进行的。电子沿电线外表面流动,的确移动得非常快。电池内主电流由电池内铅板里的带电离子携带。这些离子比电子重几十万倍。这根本就不重要,一旦离子移动,而在离子移动前的最初瞬间,进入的电子像交通堵塞的尾巴堆积起来。这种电子堆积推高电池端子上的电压,远高于普通电池电压,因此充电以以高电压、大电流脉冲开始,进入电池。 使用标准电源供电的电池充电器时,通常不会注意到这种情况,因为在整个充电过程中开关只接通一次。在这里所示的特斯拉开关中,以及在前面所示的贝迪尼电路中,情况并非如此。电路利用了这种电子和铅离子之间的动量差,并反复利用以获得巨大的优势。该技术始终用非常短的脉冲持续时间。如果脉冲足够短,驱入接收电池的电压和电流远远大于对电路一瞥就给出的建议。这不是魔术,只是这个电路中所用材料的常识特性。 一个不熟悉这些系统的人,第一次看到约翰·贝迪尼的许多先进的电路,可能会产生这样的印象:这些只是粗糙的、简陋构造的电路。事实远非如此。约翰经常使用机械开关,因为它提供非常尖锐的导通和关闭时间。 约翰是这种电路的完全掌握者,并确切地知道他在做什么。 静电喷雾器公司在三年的时间内测试了特斯拉4-电池电路。他们发现在那段时间结束时,电池没有出现任何异常的恶化。使用的电池是普通的铅酸电池。该系统运行照明、加热器、电视机、小型电机和30马力的电动机。如果电池运行低到一定程度,然后电路接通负载,电池的回充时间不到一分钟。快速充电期间没有经历加热。热量仅在放电循环期间产生。他们使用机械开关,并指出,低于100赫兹的电路没有太大的优势,而800赫兹以上则可能是危险的。 他们没有提到为什么他们认为更高的转换率可能是危险的。如果我们考虑究竟发生了什么,也许我们可以弄清楚他们为什么这么说。充电情况是这样的: “A”时,开关闭合,将电压源(电池,充电电容器或其它)连接到铅酸电池。电子开始流下到连接线的外部。很轻,而且阻塞很小,它们确实移动得非常快(导线内的电子每小时移动几英寸,因为穿过导线很困难)。直到“B”时,当领先的电子到达电池内部的铅板时,一切顺利。这里,它们遇到一个问题,因为通过极板的电流是由铅离子携带的。铅离子可以很好地携带电流,但由于其惯性,它们需要有一个刹那才能走下去。这一刹那是关键,它打开了自由能的大门。在那一刹那,电子堆积起来,因为它们仍以很高的速度下达到导线。所以,在“C”时,它们已经积聚成了一个巨大的电子体。 这个大电子体具有相同的效果,就像突然连接到一高得多的电压源,能够提供大得多的电流的一样。这种情况只持续极短时间,但它有三个非常重要的效应。首先,在“D”时,它驱动一个比合理预期原来的电压源大得多的电流进入电池。其次,这个高压脉冲改变了电路所处的零点能量场,引起额外的能量从外部环境流入电路。这有点像太阳能电池板中的阳光产生电流,而不是可见的阳光,能量流动对我们来说是不可见的,而且我们没有任何仪器对这种多余的能量做出反应。第三,多余的能量流入电池,对电池进行充电,比预期的要多得多,同时一些多余的能量流入负载,并为其供电,并进一步使一部分流量回到驱动电路,降低其电流消耗。 还记得戴夫·罗顿的水燃料电池吗?嗯,戴夫也在电池上跨接了一个灯泡去提取额外的能量: 这种额外功率汲取的一个非常有趣的特点是,当戴夫将频率调到最佳值时,电源电压保持不变,但输入电流明显下降,而灯的亮度显著增加。输入功率越少,同时输出功率越大—— 电路没变,那么额外功率从何而来? 一种可能性当然是从环境中流入。所以,以回到了我们的多余能量是从环境中收集的,并且既用于给电池充电,又同时执行有用功。老话说“鱼与熊掌两者不可兼得”——只是在这种情况下不成立,因为这正是所发生的事情。电池没有由于给负载供电而耗尽,负载得到供电,而电池同时得以充电。这就是为什么以这个系统,放电的电池可以用来实际运行电机。这是因为放电电池中的极板由铅制成,这对电子流构成一个瓶颈,导致环境给电池充电的同时运行负载。这就是为什么会得到一个看起来像放电的电池看起来像一个放电的电池实际运行负载的神奇效果。顺便说一下,电池放电越多,随着环境对情况的自动调整,充电则越快,并向平板电池供应的功率越大。环境具有无限的能量可供使用。这个领域的专家约翰·贝迪尼已经用电池使电机持续运行了三年或者更长时间而永远不会耗尽,电机一直在做有用功。电池伟大?不,———环境伟大!! 不必效果完全相同,但约瑟夫·纽曼的电机显示了同样的结果,当所有的主要因素都考虑在内时,传统教育的科学家测量了电机,“效率”最小值在400%(实际上COP=4),并可能接近800%,这对于他们来说是很不舒服的。真正困扰他的一件事是,当几乎完全放电的干电池为电机供电时,电机测得的电压约是电池电压的三倍。对于一个不了解零点能量场并把大多数系统看作是“封闭”系统的科学家来说,这是非常令人心烦意乱的,事实上,我们的宇宙中几乎没有“封闭的”系统。令人惊讶的是,纽曼电机用电脉冲运行。 不管怎么说,先回到特斯拉4-电池开关上来。为了出现过量电子的关键积累,开关闭合必须非常突然且非常有效。晶闸管或可控硅可能适用于此,但PCP116光电隔离器的尖锐切换驱动IRF540场效应晶体管令人印象深刻,如果需要,TC4420场效应晶体管驱动器可以替代光电隔离器。似乎特斯拉4-电池开关电路以这样的方式运行——在100赫兹到800赫兹范围内切换。 这样从环境吸收过剩能量可以通过突然切断来自原始电压源的电子流来进一步增强,同时过量的电子堆积仍然存在。这会导致多余能量突然(短促)的进一步蜂拥而来,更进一步增加电压和电流,并增加给电池充电和负载的驱动。 如果上一个脉冲效应消失之前,如果下一个短而尖锐的脉冲施加到电池/负载组合上,则可以得到更大的效应。这可能是静电喷雾器公司人员在脉冲率超过800赫兹时遇到的情况。电池和负载不能承受电能的情况下可能没那么大,但更多的情况是他们所用组件的额定值不够高,不足以承载这种程度的功率。他们的确提到如果他们更进一步,他们发现他们的一些电路元件由于没有足够高的额定值而开始不能接通(注意输出电容器的额定在为100伏,是标称电池电压的8倍)。这几乎不是问题,考虑到他们有12伏的电池在36伏的电压下运行良好——如果他们想要的话。他们最终建成将电压保持在一个适当水平的电路。 情况总结。特斯拉4-电池开关似乎做的是不可能的导通: 1.捕捉从负载出来的电流,并用它来给另一个电池充电,而不是浪费它。 2.提供极短的、尖锐的和快速的开关脉冲——利用铅离子电流的动量。 3.从本地环境中吸取额外能量,同时即给电池充电,又给负载供电。 这就排除了通过精确的开关脉冲得到两个进一步增益的可能性(主要是为了使能量更容易、更适当地处理)。所以,应该牢记的是,让这个电路有效运行的实际问题主要是非常快速、干净和及时的切换。多股的、直径非常大的、高电流额定的导线有助于吸收多余的能量进入电路。 以下是特斯拉4-电池开关系统的切换顺序: 正如你所看到的,这与电池1和电池2交换电池3和4的电路基本相同。但是他加入了两个电容器和一个由四个二极管组成的二极管电桥给“负载”供电,这需要感应的这个电路(变压器、电机等)。 静电喷雾器公司.测试人员使用的电路是: 请特别注意,熟悉传统电子元件的人立即会说二极管在这个电路中是错误相反的。它们没错。这不是一个传统的电路。首先,电池需要适应于使用冷电的条件(见第6章霍华德•哈莱的方法)。其次,这里用的1N1183二极管在反向偏置时突然断开,而那个脉冲非常快速地对调节后的电池进行再充电。 据报道,这个电路在电机驱动的凸轮配置上用六个导通/关闭开关效果极佳: 如图所示,这里有三个圆盘安装在电机轴上。它们是彼此绝缘的,导电部分对齐——电刷也是如此。配置提供了一个机械开关,使得当上面的电刷一起短路时,下面的电刷是开路的。由于这个电路要求电感负载,所以机械开关系统的电机可以很好地构成负载的一部分。许多人更喜欢固态开关,而不是机械开关,所以打算设计合适的电路。需要牢记的是,极精确的50%的占/空比是必不可少的,而且可能不那么容易配置。使用机械继电器的通常想法不是很实际。首先,继电器在按照本电路建议的速度切换时遇到问题。其次,以接触寿命而言,两百万和每秒只有100次的切换速度,继电器在运行两周后将达到其预期的寿命,这不是一个很切实际的选择。 要获得准确的50%的占/空比,可能以下类型的电路可与位置“A”中的多匝预置电阻一起使用: 这里,通过很宽范围的占/空设置的调整,频率不会受到明显的影响。引脚3的输出需要驱动一个非常尖锐的开关组合——例如TC4420场效应驱动器连接到IRF540场效应。 由于静电喷雾器公司人员使用的电路图有点难以理解,也许下图通过显示两种状态下的电流可能会点帮助: 这里,电池1和2彼此连接,而电池3和4串联连接(菊花链)。这需要三个导通/关闭开关,并插入两个二极管,使得电池1的正端不是永久地连接到电池2的正端,因为在状态2中不能进行连接。 状态2接线几乎相同,需要另外三个导通/关闭开关和两个二极管以避免电池3和4的正端子之间的永久连接。
这里是用PCP116快速光电隔离器这样做的建议:
用晶体管替换三个机械开关中的每一个——一个PNP型和两个NPN型。它们要能处理30安培,所以尽管这里没有显示,但它们可能是达林顿对,具有被驱动晶体管的附加增益提升的大功率晶体管的低增益,可能类似于2N3055/2N2222A组合。晶体管的基极电流是通过一个限制电阻来提供的,电阻由上述一个固定的12伏特的电池端子供电。开关通过一个光电隔离器控制,而三个一起切换的光电隔离器(如上所示)由一个非稳态多谐振荡器的一侧驱动。另外三个光隔离器需要为状态2执行切换,将在在状态1期间关闭,所以它们将由相同的振荡器波形的反相版本驱动。这确保了三个会打开,而三个将同时关闭。 上面显示了状态2情况下所建议的晶体管切换。这只是尝试用最简单的可供元件进行切换,并已证明在实践中运作。 机械转换开关可以用晶体管代替: 和
静电喷雾器公司的经验表明,当电池中的能量上升到可能危及正在供电的设备或电路中的元件时,可能需要辅助电路来切断额外功率。 构成了这本电子书一部分的电子学教程,展示了可用于这种电路的设计和构造的原理。让控制电路在十四或十五伏时起作用,并当电池电压降回到12.5伏左右时再退出,可能是明智的。 据说这个开关电路能够无限地为其负载供电。还说,如果其中一个电池完全放电——或几乎完全放电,然后把它放在四个位置中的任何一个,能在一分钟内使其返回到充满电。 连接导线至少应有30安培的载流能力,而单个二极管和二极管桥额定为35安培50伏特。 电路旨在用于铅酸电池,但它已成功用于可充电镍镉电池。电路提供大约12伏的输出,因此市电设备将使用标准商用“逆变器”来操作,它将这种该低直流电压转换为正常的市电交流电压,能够为电视机、DVD录像机等供电。 特斯拉4-电池开关电路有各种不同的版本。其中一些显示了附加的二极管,形成一个完全对称的电路,即使负载断开,电流仍然可以继续流动,如下所示: 我被要求解释切换是如何达到的。通常有许多不同的方法来实现任何想要的效果,而开关电路也不例外。接下来的只是一个可能的开关方式的建议,而不必以为是切换必须完成的方式。 开关电路的主要目的切换非常快速,并且对于两个切换状态具有完全相等的“导通”时间段。 由于电子元件具有制造公差,所以不可能具有完全相同值的元件,除非它们是从大量相同元件中选择出来。为了应对这种情况,并避免购买高规格元器件而花费大量金钱,我们的目标是手动调节电路,这样可以调节开关“导通”时间以得到正确的值: 这个电路可以不改变频率而调整占空比,并且可以调整频率而不以任何方式影响占空设置。在特斯拉开关电路中,三个开关需要处在“开”的位置,另外三个开关处于“关”的位置,所以我们将使上示的普通NE555定时器电路进行配置——以其可调节的占空比(即,可变的导通到关闭比率)。我们用这个电路来驱动六个光电隔离器,它根据需要将六个晶体管按照三个一组的方式打开和关闭。为了获得所需的非常高的开关速度,应该使用PCP116光电隔离器,尽管这些隔离器很难找到,但是应尽一切努力获得它们来提高开关速度。 特斯拉开关的一个特点是实际上它应该有一个感性负载。简言之,这意味着负载应该是一台电机或一个变压器。感性负载的需要很可能是反电动势电压,这是当电流流过负载时突然被切断产生的。所以,让我们从下面的电路开始,它以一个变压器作为负载。 在这个电路中,开关1、2和3同时打开和关闭,开关4、5和6构成第二组。如果一组三个开关是开,那么第二组开关需要关。 下面的细节显示了用4N25光电隔离器实施的初步状态,它与通常快30倍的PCP116芯片的感觉差不多。但是,电路的适应性非常窄,因为是它唯一需要改变的板子。电路选择如下:
这里,三个机械开关中的每一个都被一个晶体管所取代——两个NPN型和一个PNP型。 由于它们要能够处理30安培,初始型号使用的是达林顿对装置MJ11016用于NPN型,而MJ11015用于PNP型,因为它们额定为30安培,最小增益为1,000,允许相当低的开关电流控制电路。 开关通过一个光电隔离器控制,而三个光电隔离器如上图所示一起切换,由一个555定时器芯片非稳态多谐振荡器的输出驱动(第12章解释了所有这一切,所以如果你不熟悉这些东西,那么现在通读一下这个章节也许是一个好主意)。另外三个光电隔离器需要为状态2执行切换,将在状态1时被关闭,所以它们将由相同的555信号的反相版驱动。这确保了任何时候都会三个打开,三个关闭。 我们需要从定时器电路获得一个反相输出,即,当555定时器芯片低时输出高,而当555定时器芯片输出高时它低。有很多种方法可以做到这一点,但是这里显示的方法是使用晶体管的一个非常简单的方法。如果我们使用机械切换,我们会选择使用一个开关,它在打开一组触点之前会关闭另一组。我们可以通过使反相晶体管可调的导通来配置,如下所示: 5K可变或预置电阻被放置在NE555定时器芯片的输出端。这个电阻的电压非常低,或者与电池电压相同。请记住,555芯片不能处理超过15伏的电源电压,如果超过了,就会烧坏。特斯拉开关电路应该可以用12伏电池,因为你不想电池超过14伏特。 当5K可变电阻器上有高电压时,通过沿其轨道移动电阻器的滑块,可以选择从零到那个高电压的每个电压。在滑块从最小电压点逐渐向上移动到某个点时,晶体管导通。如果滑块移动到最高电压点,则3.3K电阻会限制电流。输出晶体管可以是BC109或2N2222型的,因为它们是高增益类型,能够轻松处理所需的微电流去驱动三个光电隔离器。 可变电阻器种类繁多。最好是使用预置类型,因为它们非常容易调整,并且能保证其设置非常稳定。另外,找到正确的设置时,元件将永远处于该位置。一些常见的类型是: 其中有些可以从顶部调整,另一些可以从侧面调整。所有这些都可以直接安装在用于构建电路的条状铜箔面包板或印刷电路板上。 最初建造可以在简单的阶段完成。这是为了确保尝试半导体开关前,其布线是正确的。虽然电路没有显示出来,但如果每个电池都有保险丝这并没有什么坏处,因为电池储存相当可观的电能,如果有意外短路,容易引发火灾。由短路造成的过大电流消耗是不可见的,你先察觉到电池供电电路的燃烧气味和看到一缕烟雾。即使是用带电压和电流显示的主电源供电设备,当出现问题时,您的确仍然很容易忽略短路,因为你往往不会看电流显示。 为了使组装和随后的调整变得简单,用了普通螺纹连接器标准条。对于初始测试,使用四极三路晶片开关。开关提供两个转换开关和一个导通开关和一个关闭开关。它还具有第三个开关位置关闭整个电路的优点。初始测试,用两个LED的低电流负载,限流电阻接线方向相反。这显示了电流的方向,并确认开关工作正常。通过省去电容器和脉冲开关,可以方便地检查布线和运行: 带有机械旋转的4极2路开关的物理布局可以是: 而这里用的二极管恰好是高速的,手头上的IXYS型的DSEI 12-10A额定为1000伏、12安培。虽然这确实限制了初始电流容量,但没理由为为什么不能加倍或三倍去允许更高的电流。 最初在测试中使用的电池是非常小的1.2安时型的,因此它们允许的电流消耗相当有限。如果这个电路不能正常立即工作,很可能是二极管接反了。在这种物理布局中,二极管的背面都朝上。 这种特殊的制作看起来像这样: 状态1,右侧LED点亮。 状态2,左侧LED点亮。 至此,这表明电池、二极管和开关连接是正确的。下一步是将其中一个状态的切换改为晶体管切换。这需要三个晶体管、三个光电隔离器和三个电阻。晶体管采用大型TO-3封装,因此将安装在基板上。小部件可以安装在一个标准的小条状铜箔面包板,10条有每条带有38个孔的: 电阻应该有至少10伏(11.5伏至1.5伏)的压降供应给晶体管基极。如果晶体管电流为10安培,增益为1,000,则需要10毫安的电流作为进入基极的电流,所以10伏压降的电阻的值应为1K。通过光电隔离器的LED部分的电流受到330欧姆电阻器的限制,电阻器可以定位在链中任何适当的位置,因为相同的电流流过光电隔离器内部的所有LED。每组三个光电隔离器的电路图可以是: 当三个光电隔离器第一链上电供应基极电流给三个功率晶体管时,电路的第一部分现在连接到开关。当这个部分工作正常,那么包含三个光隔离器的第一链的板被扩展,以保证三个光隔离器相同的附加链,如下所示: 您会注意到为方便起见,物理布局被安排为使得条状铜箔面包板刚好旋转180度,而前三个光电隔离器的布线图在下一个的三个光电隔离器中再次使用。 当从左到右翻转时,电路板的下面看起来像这样: 并用电源晶体管连接到位,准备接收光隔离器连接: 当它们依次上电时,光隔离器的两个链现在进行实际切换。这种扩展的简单布局使测试和检查容易,而且无需散热器给低电流测试: 因此,随着光电隔离器的到位,开关是固态的: 这里,当在图片的左下侧看到的一条棕色线被电池2的负端接触到时,一个LED点亮。断开导线,并用另一根导线与电池2的负极端接触,点亮另一个LED。显然,你不同时连接两根导线。 在每个电池的正极引线上放一根保险丝是明智的,因为这样可以防止意外短路和防止主要的功率半导体的任何故障。 上图中,光电板的大部分导线似乎都通过下端子块连接。情况并非如此,因为只有六根引线来自实际用于端子块的功率晶体管的基极连接的,而其它导线只是经过这个块,作为板上到达其连接点的最直接路径。 应该强调的是,光隔离器连接不是随机的。这些不是机械开关,无论开关连接到哪个方向都无关紧要。光电元件是晶体管结,而在板中间连接到PNP晶体管的与给NPN晶体管的相反。换句话说,引脚5进入一个PNP晶体管的基极,从而将其切换到供电电池的负极侧,而引脚4进入一个NPN的基极,因为它需要连接到供电电池的正极: 此外还要注意那些连接到六个晶体管基极的导线,应该指出的是,如果你愿意,代替两根导线从板运行到正电源给板的,另一种方法是使正线连接给实际在板上的光电隔离器的第二链,因为两条链都是由相同的电压源供电,所以现在是电池2。 当这个阶段正常工作时,光电链的手动供电被固态开关板代替,以实现高速、可靠的切换。 这个开关电路的设计有多种选项。最初为简便设计光电元件,希望光电隔离器导通和关闭速率足够快,以使整个电路按要求工作,尽管用的是4N25光电隔离器,但也能从本地环境中汲取到过剩能量。 这看起来有点奇怪,输出晶体管的集电极似乎没有连接任何东西,而是连接到三个内置限流串联电阻的光电隔离器中的一个。通常NE555芯片的引脚3输出,直接连接到另一个光电隔离器链上,因此一个将被关闭,而另一个同时开启。定时电阻可以在3.3K到50.3K欧姆之间变化,并与220nF电容组合,在所需的频率范围内进行切换。 从左到右翻转时,板子的底面是: 调整占空预置电阻最初设置为其中心位置,如果电池开始产生不同的电压,则略微调整,并继续运行,目的是每一个电池的电压完全相同。电池应该是相同的寿命和相同的安时容量。
第五章: 脉冲能量激发系统 一种三个电池的开关系统
特斯拉开关风格的持续运行,有可能得到相同的效果——用特斯拉开关电路,只使用三个电池(或三个电容器)。在将近一个世纪前,卡洛斯•贝尼特斯在他的专利中讨过,以及最近由约翰•贝迪尼做过更多的描述,如果使用更复杂的电路转换,也只能使用三个电池。卡洛斯指出,由于电线变热,肯定有能量损失,而且电池不存在100%的效率。他用一些非常聪明的电路克服了这些问题,这将在下面的章节中介绍。然而,根本不能肯定这就是实际情况,因为实验表明,有可能作为这种电池开关以维持电池的充电水平远远超出预期。 这里是一个怎样才有可能生产出一种便携的、自供电的、强大的照明系统的未经测试的建议。有许多可能的变化,于此,下面的描述中,只是打算作为如何可能构造一个三电池切换系统的指示。对于此,有许多可能的变化,下面的描述中,只是打算作为如何可能构造一个三个电池的开关系统的指示。如果你对简单的电子学不熟悉的话,我建议你学习第12章基础电子教程。 电池充电可以用不同的方法来完成。显然,电负荷降低越多,再充电的需要就越少。这样做有两种方法,包括传递相同的电流反复通过负载,如下所示:
这种配置的切换可以用各种不同的方式实现,但本质上,在阶段1中,电池“B1”和“B2”提供双倍于电池“B3”和“B4”的电压,从而使电流流过负载“L”并进入电池“B3”和“B4”,这通常是通过电压差驱使,与任意一个电池本身的电压相同。每个“B3”和“B4”电池只收到一半由电池“B1”和“B2”提供的电流,所以,有能量损失也不出奇。然而,有一半的时间,电池“B3”和“B4”在接收充电而不是供给负载电流。 在阶段2中,电池被交换,而以电池“B3”和“B4”供应电流到负载和电池“B1”和“B2”的过程再三重复。测试表明以这样的配置,负载“L”可得到的供电时间超过用所有四个电池并联并直接用于供应负载。以此系统,每个电池以一半时间接收负载电流的一半。 另一种方法应用同样的原理,但电池是三个而不是四个,而每个电池以三分之一的时间接收所有的负载电流,就像这样:
这里,电池按顺序循环切换,以其中两个串联使电流流过负载“L”,再进入第三个电池。当然,有一个整体的能量损失,所以,需要从外部源引入额外的能量以保持负载动力的持续。然而,如四个电池系统,比起全部三个电池并联并用于直接给负载供电,负载“L”可以通过类似这样的电池配置维持动力更长时间。 像以前一样,这种系统的切换可以用各种不同的方式实现。为长期的可靠性,固态开关是首选,并且因为NPN晶体管的廉价和容易买到,它们在这里作为优选配置之一显示: 由于每个电池间对于该电路的运行的三个阶段的每个阶段是不同的,有必要让每个阶段有四个开关。为了晶体管的连接建立的必要的细节,由于这个电路没有通常的正轨和负轨,需要检验(额定)电流的流动方向。这些显示如下:
显然,电流从较高的串接电压流到较低的单电池电压。十二个虚拟开关的编号分别由“S1”到“S12”,而如果每一个代表一个NPN晶体管,那么,我们还需要确保电流流动的方向对于晶体管是正确的,并确定一个较高的电压点,可以用于把电流送入每个晶体管的基极。这里列出了这些细节:
因此,建议的开关配置看来像这样:
虽然上图显示了每个阶段用固定连接基极电阻,即,当然,仅用于显示的概念性的配置。每个电阻都经过一个光耦,而每组四个光耦由持续时间相等的三个独立输出的一个去驱动的。对于这个的可能配置之一可以做如下标示: 可以配置CD4022八进制芯片除以三,而不是除以八——通过连接其引脚7到引脚15。实际芯片连接是:
该芯片需要一个时钟信号才能运行。产生一个时钟信号有许多不同的方式,而这里展示的是一个非常便宜、简单、而且可调频和可调占空比的,虽然,因为信号是被用来触发除以三芯片的动作的,这个时钟信号没必要有一个50%的占空比。芯片的源电流是如此微小,以至于占空比是多少真的无所谓:
用此电路作为时钟信号,光耦电路可以是:
市面上有各种不同的光耦,而相当昂贵高速的品种是诱人的,因为我们是提供四个三组的,ISQ-74四路芯片似乎很适合这种应用,虽然它比较慢:
总体电路的光耦开关于是为:
输出晶体管预计切换1安培,所以选择了TIP132 NPN和匹配的TIP137晶体管。这些都是便宜的达林顿晶体管,电流增益超过1000,意味着基极电流的要求是大约1毫安,这表明这个基极晶体管对于12V的系统可以是8.2K。这些晶体管可在高达100V切换12A,并有一个70瓦的功耗,表明它们将在远低于其能力下运行,它们运行时应该热量很少。 对于这种电路,最好是有相当大的电流(相对于电池容量),以便使每个电池放电和充电周期有明显的区别。该电路的一个可能的负载可以是潜在的低成本G4 LED照明单元,如下所示:
这个相当卓越的装置有着可观的160光强,有160°的照明角度,而输入功率只有1.2瓦 (100毫安在12伏上)。在一个完全黑暗的地方看到时,光输出是令人吃惊的,而且会产生一定的热量,这对于发光二极管来说是不寻常的。一个100瓦的灯丝灯泡具有1600流明的光输出和360°的照明角度(通常其中一些并非很有效),所以,对于同等水平的照明,我们需要十个这些G4发光二极管单元,在12伏电压下,具有一个大约1安培的总功率输入。黑暗条件下检查,建议较低的亮度级会更好。这些LED照明单元有纯白和“暖白”版本,“暖白”版本可能会比纯白版本更好地满足大多数人。 测试纯白的单元之一,显示光输出在电流下降时相当异常的变化,同样这个效应是高度非线性的: 在12伏上,电流为1安培。在9.8伏上,电流已经下降到微小的23毫安,而尽管光一点也不明亮,但仍然相当亮。在9.42伏上,亮度级仍然可观,而电流已下降到仅为10毫安。这表明两个主要选项:10个LED单元在12瓦上,给出一个可观的照度级,或者相同的LED单元运行在9.42伏上,而只用输入功率1.2瓦。 用一个104毫米×50毫米大小的板,直接插入开了槽的标准的塑料盒,用于条板布局(这里红圈表示在板的底部铜条的一个裂口)的晶体管的开关部分可能是:
每个基极电阻都有一个输出链接(从O1b 到O12b),通过其光耦连接到表格里所示的“基极电阻”列的目标。每一组的三个NPN晶体管和一个PNP晶体管,通过一个单个的ISQ-74四路光耦芯片在一起切换。三个ISQ-74芯片的每一个都是由CD4022除三连接的芯片的输出之一依次供电,而它又是由CD40106B十六进制施密特逆变器芯片布线成一个时钟所驱动的,如上所示。预计适当的时钟频率约为700 Hz。可能的布局的时钟、除以三和十二个光耦在104毫米x50毫米条板上的可能布局,如下所示:
定时和开关电路组成了被切换的负载的一部分。但是,如果我们假设有这个系统运行时会有一个功率损耗,那么我们应该考虑卡洛斯•贝尼特斯在1915年的非常聪明的设计。
第五章: 脉冲能量激发系统 卡洛斯•贝尼特斯的自供电自由能源发电机
墨西哥的土木工程师卡洛斯•贝尼特斯(Carlos Benitez)设计出实质上是上面讨论的3个电池的开关。他工作的时候还没有固体电子学,所以他的设计越发令人印象深刻。下面是他的一些专利信息:
卡洛斯•贝尼特斯专利 GB 17,811 1915年5月13日 产生电流的系统
本人,卡洛斯•F•贝尼特斯,土木工程师,居住地墨西哥,瓜达拉哈拉,奥坎波街,141,在此郑重声明本发明性质: 本发明是关于在异常简单、经济和实用的条件下获取电流的一个新工艺。我综合发应用组合:用于电流生产的装置为一个或数个电容器充电,其集电器或内涂层连接到初级绕组、或数个感应线圈的终端之一,而那些电容器的其它涂层轮流通过一个变压器的初级绕组接地,或通过变压器初级到上述的集电器,适当的手段收集这些变压器的次级绕组中产生的电流,并对上述集电器施加充电,并用适当手段给那些集电器放电,而为了把其能量的部分或全部应用到已经描述过的过程的连续复制,以这种方式,增加电能的生产,或维持一个恒定的、预先确定的电力输出。 此外,本发明包括一种零件的新组合,由此得到的优势将通过两种附图中所示的不同的情况的考虑而充分理解,其中: 1 是一组电容器。 2 是一个旋转的换向器,用于在适当的时刻建立和断开电路连接。 3 是变压器或感应线圈的初级绕组。 4 是变压器或感应线圈的次级绕组。 5 是第二组电容器。 6 是一个振荡火花隙。 7 是第二台变压器的初级绕组。 8 是那台变压器的次级绕组。 9 是第三组电容器。 70 是第三台变压器的初级绕组。 71 是那台变压器的次级绕组。 10 是第四台变压器。 11 是一串白炽灯。 12 是一台电机。 (a), (b), (c), (d), (e) 和 (f) 是汞弧整流器或阴极阀,允许电流仅在箭头所示的方向流动。
或用当代的符号:
电容器组1通过导线13连接到电源,给电容器组1提供初始充电。这个初始充电是用来启动系统运行的,并可以通过开关14的手段在任何时候断开。 导线15用换向器2的极16和17连接电容器组1的内叶,而其极18通过导线19连接到变压器初级绕组3的其中一个末端,它的另一端通过导线20连接到电容器组1的外叶。这台变压器的次级绕组4通过导线21连接到电容器组5内极板,并通过导线22连接到电容器组5的外极板。以同样的方式,导线23和24把那些连接传递到第二台变压器的初级绕组7的两边。导线23还包含振荡器火花隙6,而导线21、22、25、26和72包含单向阴极阀a、b、c、d、e和f。这个第二台变压器的次级绕组8,连接到电容器组9的内极板,其外极板通过第三变压器的初级绕组70接地。第三台变压器的次级绕组71还通过导线72连接到内部的电容器组9的内极板。导线72和28还连接这些内极板到换向器极29和30,通过换向器触点31组成一个换向器转换开关,它又由导线32连接电容组1的内极板。开关33和34令变压器10的初级绕组连接或断开,其次级绕组提供电流给白炽灯11和电动机12。最后,初级绕组3的末端之一通过导线35连接到换向器2的极36和极37,而其相应的换向器触点38通过导线39接地。 由于建设和使用所有这些组件(除换向器外)已被完全理解,描述它们就毫无意义了。换向器2被封装在罐40中,其端壁41和42支承着接触装置杆43的端部和转轴44的轴承。接触杆用非导电材料制成,对它是一个固定的连接,铜的接触片电刷是16、17和18、36、37和38,以及29、30和31。使这些电刷和安装在轴44上的旋转柱体之间的接触牢靠,是通过旋转杆臂47以及相关的配重48来保证的。 安装在轴44上的三个旋转柱体是用非导电材料制作的,而其中间则绕着一导电条。这个条带有两个导电马刺向外伸出,一个向右而一个向左,定位在柱体圆周上相隔180°。当轴44转动时,这会导致中央的触点(例如,18)首先连接其关联的触点(例如,17),然后断开,再连接到另一个触点(例如,16),形成一个切换开关机构。 两个外侧的圆柱体上的开关条是彼此对齐的,中间柱体上的开关条置于相对于两个外侧的圆柱体上的开关条在圆周90°的位置上。 这可以图中看到,在所示的轴的位置,38和36是连接的,而31和30连接,而18既不连接16,也不连接17。 当轴44转动了90°,18将连接到17,而31和38都将被隔离。 当轴44转动了另外一个90°时,电刷18将被隔离,而电刷38将连接到37,同时电刷31连接到29。 当轴44转动了另外一个90°时,电刷18将连接到电刷16,同时电刷31和38将被隔离。 [注:如果图是成正确比例的,每次旋转将有四个位置是三个中央刷没有连接到任何外侧电刷的,造成每旋转一周的切换顺序为通、断、通、断、通、断、通、断。这些开关顺序中的中断已被证明在电池正在充电时有一个显著的效果。] 轴44被加长并突出穿过端壁42,以便皮带传动45,或其它合适的方法,可用于旋转该轴,驱动是通过电机12,或可能通过手摇曲柄46。罐40装满油或其它绝缘液体,以防止电刷之间会降低系统能效的火花。 这个系统运行如下: 以换向器在图中所示的位置,也就是说,以电刷36连接到38和电刷30连接到31,并假定电容器组1通过导线13连接到电源(即,维姆斯赫斯特氏起电机),开关14闭合,电流通过导线13到充电电容器组1,使电流流过导线20、初级绕组3、导线35、电刷36、电刷38和导线39再接地。这个电流通过初级绕组3在次级绕组4中诱导出一个反向电流,流经导线21,给电容器组5充电,然后直接诱导电流流经导体22,给电容器组5充电。 电流流向电容器组5的两组极板,给它充电,并跨火花隙6产生一个火花,产生一个非常尖锐的脉冲电流通过初级绕组7。这反过来又在次级绕组8中引起相当数量的高频振荡电流,而它们沿着导线25和26传递,并通过二极管c和d,从而给电容器组9充电,并导致一组对应的高频脉冲流以初级绕组70再到地。这个在次级绕组71里的感应电流流经二极管e和f,并向前经过导线72,进一步给电容器组9增加充电。 因此,电容器组1由外部源充电,电容器组9将间接地和连续地被重新充电几次,产生的电量远远大于电容器组1。通过这种方式,该系统可自供电而无需用曾经启动它的电源,这意味着开关14可以打开。 当轴44旋转90°,电刷17与电刷18连接,同时电刷31和38两者都断开。这导致电容器组1通过变压器初级3完全放电,引起了已描述的进程——电容器组9接收相当大的电荷。这将导致电容器组1完全放电,而电容器组9被用大量的电力高度充电。因此,如果我们现在关闭开关33,并旋转轴44再过一个90°,则有以下情况的结果: 1. 电刷17 和18 将断开。 2. 电刷37和38成为连接,这反过来又连接电容器组1的外极板至地。电刷29和31连接,然后连接电容器组9的内极板到电容器组1的内极板。 3. 电容器组9的高电荷的部分会作为电流,通过导线32进入到电容器组1。 4. 电容器组9内极板的这个电流导致直接匹配负电荷从地流过初级绕组70,以抵消电荷的不平衡。 5. 这在次级绕组71中感应出一个电流,传递额外的电功率到电容器组9和电容器组1的两者外极板,而进一步相当大地增强了流过初级绕组70的电流。 6. 此外,由于电容器组1刚刚被新充电,它驱动额外电流通过初级绕组3,引起新的感应电流,它会像以前一样,在电容器组5和电容器组9的内极板上产生大量增加的电荷,如前所述。 如果轴44进一步旋转90°,那么将造成电刷16和18之间的连接,而所有其它回路都将被打开,引起电容器组1再次放电,从而重复上述的整个过程,使得轴44连续旋转。 这个系统可产生一种不断增加的电流供应,流经导线32,这样,开关34可以闭合,允许变压器10提供的电功率运行电动机12,令轴44连续旋转,使得系统自供电而无需任何形式的外部电源。插入导线32中的额外的变压器可用于给补充设备供电。 不采用上述的高频电流,可通过下图的右下方所示的配置达到类似的结果:
这里,初级绕组50通过所示的虚线与前者配置的导线19和20连接,而导线53连接到导线27和导线28。这种配置为初级绕组50通过其末端51连接导线20,因此是固定地连接到电容器组1的外极板,而其另一端52被连接到导线35将被间歇性地接地。导线53被连接到导线27和28,将间歇性地把电容器组54的内极板和电容器组1的内极板连接在一起。 以这种配置,次级绕组55的两端通过二极管56和57连接到导线53。电容器组54的外极板通过初级绕组58固定接地。次级59的两端均通过二极管60和61连接,返回到导线53。其结果是,如果电容器组1充电,它驱使一个电流通过导线20,并通过初级绕组50,然后通过导线35和39到地。这个在次级绕组55里的感应电流被存储在电容器组54和电容器组1的内极板中,此刻,电刷29和31之间的电路闭合,这样,导线53连接到导线32。在接受这些新电荷上,电容器组1和电容器组54将产生新的感应电流流经初级绕组50和58。在这些多个充电脉冲将随时间而减少,直到它们变得非常小,这时,由于轴44的旋转,电刷29和31之间和电刷36和38之间的连接将不再维持,而是,电刷18和17将成为连接,放电电容器组1通过初级线圈端部50,它是一个非常强大的放电,充电电容器组54由于导线53现在从导线32断开。这反过来,使强大的电流流过初级绕组58,进一步给电容器54充电了,然后当轴44进一步旋转时流入电容器组1,使得系统即能自供电,又能给其他设备提供有用的电能。 应当清楚理解的是,汞弧整流器或阴极阀二极管的使用所述的一样,并不以任何方式在系统中不可或缺,因为那些设备可以通过适当的电容器配置来代替,它们将单独接收、引导和翻转次级的电流。 只敲一次钟,它却振动许多次,这些振动传递到空气中,使我们听到钟声。钟越大,振动越慢,我们听到的音符的音调越低。尖锐的电压脉冲被施加到一个线圈时,发生同样的事,因为只是一个脉冲会导致线圈中多次振动。像钟一样,振动的频率取决于线圈结构,而不是它是如何脉冲的,虽然,像钟,但尖脉冲对于线圈或急剧撞击对于钟,产生的效应更大。 你会发现这里卡洛斯使用空芯线圈的共振“振铃”来获得能量增益,然后用来作为正反馈进一步给电容器组充电。通过一个火花产生一个单一的尖脉冲,导致许多次的线圈振荡,其中的每一个都贡献出输出功率,产生一个能量增益。振铃频率应该是3兆赫左右。还值得注意的是,以这样的设计,无需任何电池、而仅仅靠维姆胡斯特静电发电机的手工转动和换向器轴44的初始运行就可以实现电力生产。
第五章: 脉冲能量激发系统 贝尼特斯专利(二) 卡洛斯也有过另一个设计,这次是与电池一起运行(虽然他倾向于认为以60伏电池组为单位,而不是12伏电池),而他的专利包括了我们今天往往称之为特斯拉开关的东西。然而,不是迅速地切换,卡洛斯用了一小时的时间间隔的切换。较低的电压克服了开关触点要浸没在油中的要求。 铅酸电池的问题是它们的效率都只有50%。实际上,当它充电时,你只能从充好电的电池得到输入电流的一半。所以,如果你只是切换四个电池并用那样的方式给一个负载供电,电池肯定会放电。静电喷雾器公司的工作人员用快速切换和互连的二极管,在反向偏压时击穿,传送一个尖锐的电压尖峰给电池,速率也许是——每秒400次。贝尼特斯,在有现成的电子元件前,选择用他当年的标准技术——一种至少每秒产生10个脉冲的感应线圈,并在感应线圈上通过升压变压器绕组,把电源馈送给负载并驱动电池,用的配置就像这样:
卡洛斯•贝尼特斯专利 GB 14,311 1916年8月17日 产生电流的系统
本人,卡洛斯•F•贝尼特斯,土木工程师,居住地墨西哥,瓜达拉哈拉,奥坎波街,141,在此郑重声明本发明性质: 本发明组成这个增补专利的目的,涉及系统中用于产生电流的新的改进,在主专利第17811号中,和在1915年4月14日提交的增补专利第5591号中所描述的。 系统还可进一步简化,并通过电池的增加来改进,这,用前述的系统适当地调节,可以交替充放电,产生额外的电能,可以任何所需方式使用。 换言之,在这种配置中,我用的是组合:两个串联连接的电池和两个并联连接的电池,使用这些对,以便一对的放电是用来给另一对充电的,反之亦然。 这种新配置的另一个目的是允许使用低压、小容量电容器和额外的设施来启动系统。 通过考虑下图对实施本发明的方法之一的说明,将能更好地理解这种改进的优点:
图中,1、2、3和4是电池,当从某些外部源充电时,它将以下列方式维持其无限期充电: 如图中所示的建立的连接,即,以电池1和2串联连接通过开关5(开关6打开),电池3和4并联连接通过开关7(开关8打开)。在这些条件下,假设四个电池是类似的,具有类似的电压,电池1和2串联将有一个组合的电压大于并联连接的电池3和4,所以,它们之间连接的负载,将具有一个电流从电池1和2流动进入电池3和4。 换句话说,如果导线13连接到电池1和2组合的正极端子,和到电池3和4组合的正极10和32,则将在两组电池之间建立一个电流,直到其电压相匹配。当然,由电池1和2提供的电流会在电池3及4中产生一个较小的充电,但那个电流可以通过我的较早的专利(第17811/14号)中所述的任何一种方法来提高,而通过这些手段,它总是能够让电池对彼此交替地充电和放电,保持一个恒定的、预定的电荷,而且此外,产生额外的电能,可用于任何所选的目的。 以这些目标放入视线中,并用作为例证,在增补专利第5591/15号的图.1中所示的配置中,导线13连接到电容器14。一个普通的感应线圈的初级绕组15有一个断续器,通过其末端16和17,连接到导线13。那个感应线圈15的次级绕组的末端18和19连接到电容器(或电容器组)22的连接点20和21。连接点20和21还通过火花隙23连接到高频变压器的初级绕组26的末端24和25。那台变压器的次级绕组27的末端28和29连接到感应线圈15的末端16和17。最后,导线30跨接电容器14,并向外部负载提供动力,如图中所示的白炽灯。 做这样的配置,由电池1和2存储的电能,传递通过末端9、导线13、初级绕组15、电池4的终端10,开关7的极31和电池3的终端32,将返回通过电池3的末端12到电池1和2的组合。 电流通过初级绕组15传送的结果,在其次级绕组中产生高压电流,并收集到电容器22里,通过火花隙23的放电,在高频变压器的初级和次级线圈26和27里产生高频电流。由于线圈末端28和29连接到线圈末端16和17,这极大地增强了电池1和2所提供的电流,因此存储电池3和4现在收到充分的充电电流去保持它们完全地充电,以及通过导线30驱动额外负荷。 在这些条件下,当其中一个电池的电压被降低,而另一种是增加,几个小时后,两个电压相称,那么于是它不可能产生任何电流流动,除非开关5、6、7和8运行,反转的电池的作用,并允许进程完全地继续像以前那样,以电池1和2并联连接而电池3和4串联连接。 当变压器15的初级绕组上的电阻不高,有可能通过直接从感应线圈15获得高频电流来简化上述电路,在这种情况下,次级绕组的末端18和19的直接连接到相同线圈的末端16和17,而电容器22的第二组和高频变压器26/27可以省略。在这些条件下,断路器或断续器是感应线圈结构的一部分,起着火花间隙的作用,而电容器14通过相同线圈的初级绕组15以振荡的形式放电,从而直接增加由蓄电池提供的电能能量。
这种设计的本质部分在专利中没有明确指出的是,一百年前的惯常做法是什么,即,输入电源接点到初级(升压)变压器15的接点17,是通过“断续器”接触送入的。当线圈16到17通电时连接打开,导致线圈的绝缘铁线束芯磁化,并吸附断续器枢杆,突然中断到线圈的电流,在变压器15的两个绕组里导致高频共振振荡,产生剩余功率,运行系统及其附加负载。在贝尼特斯时代,门铃用这种风格的断续器在金属铃上产生冲击作用。这种方法极便宜、极简单、极可靠。 那么据我所知,在两对电池之间的电压差,给电容器14充电和给升压变压器15的初级绕组16到17加电。这引起了一个电流在这个绕组里流动,导致磁芯用继电器相同的方式去吸附断续器的枢杆。这样非常急遽地中断电流会在初级绕组中引起一个强大的反电动势脉冲。铁芯本身是一种低频材料,由于它的存在,初级绕组的共振频率非常可观地降低了,而线圈在其共振频率上振荡,不只是一个周期,而是多个周期。这些周期中的每一个都在次级绕组18到19中产生一个高电压,而且这些周期的每一个都贡献出高压电给系统。那种电力被输送到三个出口。首先,它回流给电池对之一提供充电功率。其次,它增加了额外的功率给电容器去驱动其自身的初级绕组。第三,它为负载提供功率,这里显示为一系列并联连接的灯。 那只是为了第一个断续器脉冲。打断的电流通过初级绕组16到17致使其铁芯不再是电磁铁,所以它不再吸附断续器的枢杆,虽然这从人的角度看起来非常快,其实相比于绕组里的多个振荡振铃来说是非常慢的。当枢杆返回到其起始位置时,它建立电流再次流过初级绕组。然而,通过那些在次级绕组里的共振振荡,增加了那些给初级绕组加电的电容器上的电荷,因此当事先打开断续器触点时,会有更高度的充电。这个过程不断重复,提供电池充电和向负载供电。 根据卡洛斯所言,在电池系统上有一个轻微的总体消耗,因此, 约一小时后,操作开关,把电池的串联连接改成并联连接,而并联连接的电池变成串联连接的电池。这个正时似乎很奇怪,因为过分频繁地切换电池仅仅是要求电池有一个低得多的容量。 由于我们不熟悉感应线圈和断续器,现在有了固态电子学,我们可以从这一时期由阿尔弗雷德•鲍尔摩根著的、出版于1913年的书《业余爱好者的无线电报建设》获得装配和运行信息,在这里可以免费下载:http://www.free-energy-info.tuks.nl/Morgan.pdf 例如,断续器细节包括: “充电电容器的一些手段是必要的。一个感应线圈对业余爱好者是最实用的。感应线圈包括导线绕着中央铁芯绕制的初级线圈和由数千匝严格绝缘的导线包围着的次级线圈。初级线圈连接到直流源,其中还包括一个断续器去快速连续地“导通”和“中断”电流。每次电路的“导通”和随之而来的铁芯的磁化,都在次级绕组中诱导出瞬时反向电流,每一个“中断”和相应的去磁诱导出一个瞬时直流。通常,感应电流会是相等的,但通过电容器跨接断续器的方法,电路在“导通”时,为电流和铁芯的磁化达到最高值需要相当长的时间,而当中断时,去磁和电流下降几乎是瞬时的。电路中感应电动势的值随磁力线切割电路的速度而变化,因此,感应电动势在“中断”时变得高到足以跃过一个火花间隙。” 与感应线圈有关的公式所依赖的条件在实际实践中从来不能满足和依赖。要构建一个给定大小的线圈,有必要使用凭经验获得的尺寸。因此,业余爱好者应紧盯这里给出的原则或暗示,或最新出现的关于感应线圈建造的书。 很长一段时间,感应线圈是一个昂贵、低效的仪器,直到无线电报要求它要有更严格、高效的设计和结构。制造商的目的是用一个最少数量的次级线去产生尽可能长的火花长度。作为这种要求的结果,无线线圈现在用一个较大直径的铁芯制作,给出更粗和更稠密的火花。在这种情况下的次级是短的,并使用大截面积的导线以降低电阻和最小化热量。
感应线圈没有哪个部分可以开发出其最大效能而不会真的影响和降低其它部分的效能的。下面给出关于建造的建议,这样它们可能被证明对于线圈建造者是个有用的指南。 铁芯:一些不太熟悉磁性原理的实验者认为,如果感应线圈有一个类似闭合铁芯的变压器,那么线圈的效能将大幅增加。但是,情况并非如此,因为由此铁芯的磁化和去磁不能足够迅速地在闭合铁芯里发生——当应用一个中断的直流电代替交流电时。 感应线圈的铁芯因此总是直的。出于同样的原因,它从来都不是实心的,而是总是用成束的软铁丝构成,以便磁性能发生快速变化。导线总是尽可能为高渗透率(磁导率),从而创造一个强磁场。瑞典或俄国的铁质量好,是最好的,因为它的磁滞损耗小。导线直径越小,涡流损失和由此产生的加热也越少,但渗透率也降低,而铁芯将不会那么有效,因为铁的量从而减少并增加了氧化表面。 可预先购买品质优良的导线切割成不同的长度。用这种形式买铁芯,在需要建造一个铁芯时将节省大量的劳力。如果导线不够直,可通过轧压弄直,每次一条放在两块板之间。最好把导线重新退火。要这样做,可将导线放入一根铁管内,两端用粘土塞住。然后置于炉火中,直到整个物件达到赤热状态。然后使火逐渐退去,让管子和导线保留在灰烬中直到冷却。冷却后,把它们从管中取出,并用砂纸把每一条打磨明亮。这样清理后,把导线浸入热水中,然后干燥。然后将它们浸渍在质量好的清漆里,并再次使其干燥。 清漆使得铁芯里的涡电流的流动产生了阻力而极大地减少了那些损失。高强度纸管的内径等于完成芯的直径,芯是由纸张滚动成形井用虫胶粘合。当它完全干透,除去管子而导线紧紧地压在里面。下表给出了不同尺寸的实际线圈的铁芯尺寸:
初级绕组:感应线圈的初级匝数对次级匝数之比,与初级和次级电流之比无关。已发现在实践中,在铁芯上用导线紧紧缠绕成两层形成最好的初级。初级应始终被虫胶或其他绝缘清漆彻底覆盖。由于在初级几乎不通风,导线必须足够大,以避免所有的加热。下表包含所给出的各种尺寸的初级导线:
在大型线圈中,初级的电感导致一个“反冲”和火花易于通过相邻匝之间传递。出于这个原因,用双纱包线总是一个好主意,并通过在一个有液体石蜡的平底锅里浸泡初级和铁芯,并让石蜡在里面与它们一起硬化,从而进一步彻底绝缘。之后,平底锅略加温,使结块的石蜡松化,刮擦除去多余的蜡要用钝刀,以避免损伤导线。石蜡硬化时会缩小,而浸渍多孔物质的适当方法是,让它浸泡直到冷却。 减少“反踢”、以及跨接断续器的电容的大小的一个很好的方法,是使初级与一个较小直径导线绕制的许多匝连接成并联,其效果是产生的电导率等于大直径的导线,并同时在铁芯上造成一个更紧凑的初级的绕组。这种绕制方法在大线圈上是是非常可取的,因为它减少了初级的截面积,并允许次级放在更靠近的铁芯的地方,这里的磁场是最强的。 初级绕组几乎覆盖了铁芯的整个长度,因为携带铁芯的优势并没有远远超出初级的端部,因为大部分的磁力线在初级绕组的端部弯曲并返回,而没有传递通过铁芯的最末端。 绝缘管:在高应力时一个感应线圈无损的成功运运行,很大程度上取决于隔离初级和次级绕组的绝缘管。也许最好是硬橡胶管。用蒸气可以轻松地软化一些数层的半英寸硬橡胶片去建造一个管子,然后卷成一个架子。管子应该与初级紧密配合,而且比铁苡短约一英寸(25毫米)。管子就位后,倒入蜂蜡和松香去填充所有空隙,防止火花由于绕组的电容作用从管子的内面跳到初级。 次级:作为无线电发报机使用的线圈在其次级上必须有一个大的横截面,以便产生一个激烈的击穿放电。 34号和32号线规线一般用于小型线圈,而30与和28号线规线用于大型线圈。丝包线是惯例,但漆包线也正被使用。纱包线占用了太多的空间,而且绝缘性能差。 漆包线用醋酸纤维素作为绝缘涂层,其绝缘强度是纱线的大约两倍,而且比纱包线占用少得多的空间,极大地节省了空间,因而可以在次级里绕制更多的匝数而无需增加其到铁芯的平均距离。 缠绕漆包线时,必须考虑到漆包线的绝缘是刚性的,并没有弹性。因此,若要能够扩展,漆包线必须缠绕得比纤维或纱包线更为松散。在绕组中插入一层纸托为扩展腾出空间,并不会大大增加直径。次级的长度一般不超过铁芯长度的一半。 产生长达2英寸(50毫米)火花的线圈,可在两个部分或分层绕组中绕制,但不推荐用于分层绕组,因为线圈发出长度超过一英寸的火花。最好是在此类线圈中插入一层纸托。纸张应很好地上过虫胶或石蜡,而且亚麻的品质优良。如这个剖面图所示,它应该从次级的两端突出约四分之一英寸(6毫米):
当每层很长时,这种纸张的插入增加了绝缘和减少层与层之间火花跳跃的可能性。大线圈的次级由八分之一(3毫米)到八分之三英寸(10毫米)厚度的“馅饼”或“薄饼”组成。“馅饼”用三重厚的彻底干燥的吸墨纸彼此分开,然后浸泡在熔化的石蜡中。当每个“馅饼”完成后,要做连续性测试,如果不合格就要丢弃。它们是串联连接的:
如果连接如示例中的“A”,其一个节的内部连接到下一个节的外部,在这种情况下可以存在于相邻节之间的最大电压值等于一个“馅饼”所产生的电动势,而且始终相等。连接在所示的“B”的情况下,其线圈的外部被连接到下一个的内部,电压范围从它们所连接的位置的点上的零到任意一节产生的电动势的两倍的。这是一种较好的方法,而每一个次级线圈水平掉头,以允许电流的反向流动。 次级组装后,应把线圈淹没在装有液体石蜡的密闭罐中。然后把罐接到真空泵并抽出空气。这使得绕组中的任何气泡被抽出。静置片刻后,释放真空,于是空气压力使气泡间隙充满石蜡。
应该指出的是非常有经验的阿尔弗雷德•摩根断然反驳了对称的变压器运行的标准理论,当时他说:“感应线圈的初级线匝数与次级线匝数之比,与初级和次级电流的比无关”。这是一个非常重要的声明。
第五章: 脉冲能量激发系统 卡洛斯·贝尼特斯对专利的扩充 这种改进的优点通过参考图示配合临时说明书和这个补充的绘图可以更好地理解,因为它们说明了实施本发明的两种不同的方法,但是实际上,通过使用此处所示的换向器可以获得好得多的结果:
由于通过变压器的初级提供给电流通过的电阻不高,因此可以简化前面的配置,直接从相同的感应线圈15获得高频电流,在这种情况下,所述线圈的次级的极18、19必须分别连接到同一所述线圈的初级的极16、17,而电容器22的第二电池和高频变压器26、27可以省略。在这些条件下,在所述感应线圈中使用的断路器或断续器起到一个火花隙的作用,而电容器14通过同一线圈的初级和次级以振荡形式放电,因此由蓄电池直接增加了电能的量。 构成电池1-2和3-4的蓄电池的每个极连接到换向器31的极。这个换向器由旋转筒32构成,拥有路径33、34、35、36、37、38、39和40,每一路径适当地隔离并筒表面上就位,从而以串联或并联的方式交替地连接不同的装置,组成电池1-2和3-4。 筒32有两个导电路径41、42,这在横截面图中可以更好地看到。该筒穿过环44,固定在设备31的相同基座上,而它具有触点45、46、47和48。这个环的极45连接到电池3-4的极10,而其极46通过导线49连接到电池1-2的极9。极47通过导线13连接到变压器初级的极16,而极48通过导线55连接到普通断路器的后触柱50。 固定在换向器的同一基座上的后壁51——有着在图中可清晰看到的金属条或电刷——与筒32接触,并分别连接到蓄电池的每个极;最后,筒的旋转轴有一个用于旋转换向器的手柄或皮带轮52。 感应线圈的电容器14仍然通过其同一变压器初级的极52连接到极17,而其另一极53不是连接到断路器的后触柱50,而是通常那样通过换向器的导线54和极56接地。 在这种条件下,电路被中断器断开时,电容器14被充电,并随之立即通过变压器初级15、变压器的次级、导线55、极48、换向器的路径41、以及并联连接的电池3-4放电。 由于这个放电产生的电流通道过变压器初级15,在其次级产生感应电流,而其中一个翻转通过极19的电流立即被用于对同样所述的并联电池进行充电。当电容器14的放电完成时,产生的直流电通过极18,并通过极16进入初级15,在同一电容器14中产生新的电荷,再次以相同的方式放电,而相同的现象在中断或间隔中断中重复数次,并由断续器使之产生。 另一方面,如果换向器的极56未接地,则每当电容器14接收到新的电荷时,其外部涂层的中性流体受到影响通过其电介质,而感应电流被迫通过导线54和极56运动,换言之,这个额外的能量同样增加了电池1-2的通常输出。 通过这些手段,由串联连接的蓄电池给出的电流通过在感应线圈的次级中产生的感应电流适当地增加,和通过以上述方式产生的电容器的快速充电和放电以及并联连接的蓄电池,从而接收适量的电流,可以在第一电池正在放电时充分充电。然而,随着第一个电池放电,其电压逐渐下降,并且为了在电路中维持,有一个给第二个电池充电的给定电流,电路的电阻必须相应地减小。 为了达到这个结果而不触及布线,断路器的后触柱50可以调整,以保证适当的电阻通过断续器与降低的电压一致,并以这种方式在电路中始终能维持一个给定电流,直到获得放电电池中的最后能量。 通过闭合铁芯类型的变压器与电解断续器相结合的使用一直能获得各方面都不错的结果——由于这些断续器在占和空之间几乎没有损耗时间,而这种装置的电阻可以每当操作者需要时都可以很容易地调整距离。 一旦放电电池达到能量极限,蓄电池的连接必须反转,为此目的,可以使用图中所示的换向器,而筒32必须旋转,直到路径37、38、39和40与连接蓄电池的电极的电刷接触,而且触点45、47通过路径42连接。这样,两个电池的功能立即反转,并且蓄电池3-4现在被串联连接,它们将通过极10、经柱45、47、导线13、初级15、导线55、极48(现在通过路径41与极46连接、导线49和电池1-2的极9——它们现在通过路径39、40并联连接。 换句话说,通过换向器的简单操作,运行条件可以完全逆转,而连续电流可以通过导线55维持——其中可以串联插入一台普通变压器的初级57——或者任何其它适当的装置,以便从而获得于多余的电能而丝毫不会损害机构的运行。 显然,根据蓄电池的容量,可以制造一种机制来随时产生和自动操作换向器,因此,对于一定重量的电池,通过这个过程可以用而较小的容量确保较大的功率——而不是用较大的设备,因为可以从一个60安培小时的蓄电池得到相同的4伏——就像用一个10安培小时的蓄电池一样。 我希望还清楚地解释了所示配置完全是说明性的。实际上,蓄电池组成每个电池可以如所述的连接,或者可在每组中配置串并联的适当组合,而多个装置的状况的采用可以根据必须的电力的特定的、必须合适的条件的不同而不同
第五章: 脉冲能量激发系统 电流生产的新流程 卡洛斯•贝尼特斯还有另一个非常巧妙的设计,用的依然是四节电池和非常缓慢的开关速率,虽然不再使用我们看作是特斯拉开关的串联和并联的切换。在这个设计中,他显示了一个异常高频功率增益系统,400瓦的输入功率产生2400瓦的输出功率(COP=6):
卡洛斯•贝尼特斯专利 GB 121,561 1918年12月24日电流生产的新流程
本人,卡洛斯•F•贝尼特斯,土木工程师,居住地墨西哥,瓜达拉哈拉,奥坎波街,141,在此郑重声明本发明性质,并以相同的方式施行,并以下列陈述作出重点描述和确定: 本发明涉及到高频电流或电振荡的新的利用,通过这个方式,在异常简单、经济、实用的条件下可以获得电能的不断生产。 通过披露1915年10月9日提交的申请人的英文专利说明书第14311号的程序的方式来实现这样的结果,但为了更好地利用高频电流,和所用机制在这样的程序中的自动运行,我发明了一种新颖的配置,从中衍生出其它一些优势将这里描述并详尽解释。 用了两个电池,其中一个已被充电。这个充了电的电池放电通过利用这个功率的较大部分的一个电路放电,而余下的驱动一个连接到第二块电池的振荡电路。这种振荡电路包含一个整流器,它引导电以这样一种方式振荡:即它们被迫通过第二块电池从正极到负端不断地传递。由于在那个电路中每秒振荡次数可以随意改变,通过那些振荡生成的电流强度可以调节,以使第二个电池在第一个电池放电的同一段时间里充分充电。因此,这只是个反向连接到两个电池以获得电能的连续生产的问题。 本发明图示如下:
这个电路显示了配置的电路连接和换向器的透视图。图.2是同一装置的一部分的侧视图,而图.3和4是同一机器上的部件,其位置和用途将在后面解释。 该图显示了两个电池组1和2以及3和4,两者均为串联连接。它们的正极23和25连接到换向器的末端17和20,穿过安培计22和24。换向器是一个圆柱体5,安装在穿过两个支架7和8的旋转轴6上。圆柱体上具有与柱体5绝缘的导电通路9、10、11和12。它还具有导电路径14和15,这可以在图.2更好地看到,而这造成电刷17和18以及19和20的接触,适当地绝缘并固定到围绕着柱体5的圆环16,并紧固到设备的底座上。连接到电池和端子17的这些电刷被连接到电池1和2的正极23。终端20连接到电池3和4的正极25,通过电流表24。终端18通过导线26连接到直流电动机端子27,其终端28通过可变电阻器29和导线30与换向器的端子31连接。最后,端子19通过导线32连接到电解式整流器的端子33和34,而它的另两个整流器35、36通过导线37连接到换向器的电刷38。 这个装置还有通过电刷交替地连接到电池的负极的终端39,这通过图示可以看出与柱体5的联系。在这些条件下,装置40和41用于提供一个实际输出独立于“成套装置”的运行,而它被连接到两个端子31和39,并将交替地在电路中用放电电池,并因此,由电池放电产生的功率的一部分,用于通过该装置不损害整个机制的正常运行,原因如下面所述。 另一方面,交流发电机42连接到电机27至28,它以这种方式可以在所需的速度上旋转,以达到要求的频率。交流发电机的两个端子通过有感电阻43,以一个升压变压器的初级绕组的极44、45,其次级绕组46、47,连接到电容器48,将最终产生所需的高压交流电去给电容器充电。但是,这台电动机和交流发电机的使用在这个过程中并非必不可少的,因为如果变压器的初级44、45,通过一个普通的断续器连接去给电池放电,也可以实现相同的结果。 电容器48的终端49、50连接通过浦尔生型弧光灯51、52,或透过充足的火花隙,具有整流器33、34、35和36,以及正在充电的电池(此示例中为3和4)。延伸到电弧室中的是一个强电磁铁的磁极,其线圈与电弧串联,使它们的励磁电流是电弧电流。 以这种方式连接,存在于磁铁的磁极之间的强磁场作用于弧,并且由于这个作用,与变压器的次级46、47所发展出来的电压的影响结合,它发生的这种作用和影响大约等值,它们中的每一个交替地大于另一个,从而使弧两端的电压自动地上升和下降。因此,当磁场的作用大于由变压器的次级绕组产生的电压时,是有没有足够的力量递送跨过电弧的,所以电容器48被充电到一个更高的电压值。但是,瞬间之后作用的值减少,而电容再次放电跨过电弧。 另一方面,由于电路(其中被安排以适当的电容、电感和电阻值)的振荡性质,如果需要,电容器的充放电每秒可发生数百万次,并以这种方式,许多安培的电流可通过振荡电路获得,即使只有少量的电力存储在电容器中。 以相同的方式,一加仑的水可以产生每秒一千加仑的水流通过管子,如果这种管子连接了两个不同的容器,而该加仑的水可以用活塞强行通过管子,活塞可以每秒一千次转移那个加仑的水从一个容器到另一个。显然,用电可以很容易施行,而用水则不那么可行。 换句话说,由直流电机27、28所取的少量电功率在交流发电机42(具有一点损失)出现,而那个功率被传送到变压器的初级44、45。同样,这台变压器的感应作用在次级46、47产生,功率的类似量(由于变压器效能而略有减少),而最终,电容器于是用少量的电能转换成振荡能充电。显然,如果这样的电力,不是由电容器存储,而只是直接整流,并用于给其中一个电池充电,这样的功率会在电池上产生一个非常小的影响,而一个电池的整个放电从不会导致第二个电池的完全充电。 相反,如果相同的功率存储在电容器48里,而那个电容器正确地连接到一个振荡电路,在该电路中,可以连接其中一个电池,并且,如果用整流器的办法,在这样的振荡电路中产生的高频电流被强制从正到负极传递通过电池,很显然地表明,它始终是能够确保通过这些手段总是可能确保的,在可用的时间内,对电池进行所需的安培数充电。也就是说,以存储在电容器48中的少数的库仑,有可能在振荡电路里产生的,一个大数量的安培数,如果同样的少数库仑被迫传送和再传送通过该电路,每秒数千或数百万次,就像所解释的在水中的比喻。 另一方面,上述指定数量的值:电容、电阻、电感和电压可以在很宽的范围内变化,因此在每种情况下,为了产生一个给定数字的每秒振荡数,总有可能实现所需条件。电容器的容量可以通过增加或减少其极板的多网格的表面积调整到一定值。,通过改变浦尔生灯中电弧的长度,或改变电路中串联或并联连接的灯的数量,电路的电阻可以调整到所需的值。电路的电感可以通过在绝缘架上的电路的绕组部分而改变,以这样的方式取得所需匝数以产生所需的电感值,并最终,充电电压可以通过增加或减小在变压器次级绕组的匝数,或通过改变线圈中使用的导线的直径来调节。为了从交流发电机42获得更好的效能,简便的方法是使用共振线圈或可调有感电阻43。通过这样做,有可能调节电阻去取得电路中的共振状态,而在这种状态下,由交流发电机产生的电流将与外施电动势同相,因此,在初级和次级电路中有效瓦特将为最大值。 电路中的可变电阻29把每个电池与电动机27至28连接,用于调节放电电池的电流为一个固定值,因为它对于获得交流发电机42的一个恒定的每秒的转数是重要的。 换向器还有电压表56和57,并用开关58和59,电路连接每个电池的两极,并能闭合,而在需要时,可确定放电电流的电压。最后,用开关60跨接装置40和41的端子,这个装置可在不需要时关掉。
这种机制的整个运作是很容易理解的。假设最初电池1到2充了电,而柱体5旋转到图中所示的位置。 电池1到2将立即充电经过电池终端23、电流表22、导线21、触点17到18、导线26、电机27到28、可变电阻29、导线30、旋转变压器40和41、(或通过任何其它可以取代那些变压器的装置,以使用部分来自电池的电流)、极39和换向器路径9到12,经此整个放电电路闭合。 由于这个从电池放电的结果,产生的电能将消耗在三个方面:第一部分浪费在克服电路中各个部件的内电阻。第二部分用于给直流电机27至28加电,而第三部分给连接到换向器的极31到39的装置供电,即,除了该系统的运行,还为有用的设备供电。
大家都知道如何通过电机27至28的旋转运动产生的机械功率可以通过交流发电机42转换成电能,而以相同的方式,大家都知道这种低电压的电能如何使用变压器可以转变成一个高电压,而且依然是众所周知的,如何将这种高电压电能转换成振荡能,以及通过这种振荡产生的交流电如何通过整流以产生直流电流。然而,装置配置的所有这样的组合——为电池充电,同时另一个类似的电池放电——在本发明之前是完全不知道的,而关于确定通过这种小型的运行的成套装置的不同组合电路产生的所需电容、电阻、电感和电压的不同的值的计算欠缺考虑,也许有助于给出一个可以在一般实践中遵循的工序的理念。 假设两个电池每个均为有60伏电压的蓄电池,而容量为40安培小时。在这样的条件下,如果电池1至2在40安培的速率下放电,它将在一小时里被完全放电。[请注意这并非如此,而在这里描述的目的只是出于讨论的目的。如果放电速率大于“C20”速率,即速率安培小时的值超过一段20小时周期,铅酸电池将被损坏,因此,40安培小时的 铅酸电池放电不应超过40 / 20 = 2 安培。另外,电池是高度非线性的,而在40安培放电一个40安培小时的电池将导致比一小时短很多的时间里完全放电。] 在这段时间生成的功率将是60伏×40安培= 2,400瓦。 另一方面,为了给电池3至4在一小时里完全充电,有必要提供至少40安培的电流。假设为了开发这样的电流,需要从放电电池产生的功率中取出仅仅一部分,例如40安培×10伏= 400瓦。鉴于此目的,直流电机应配置成能够产生一个40安培的电流导致10伏下降就行了。 假设的直流电机的电效率是95%,则所需的400瓦的输出将无法实现,并反而降低到400×0.95 = 380瓦。 然后,假设交流发电机42的发电效率为95%,那么,输出将减少到仅有361瓦。那么,如果这361瓦传送到变压器,而那台变压器的效率——说是89%,那么导致能量输出将进一步降低到仅有的321瓦,而那是传递给振荡电路的功率量,以获得所要求的40安培的电流。 现在,假设交流发电机42的频率为500赫兹。众所周知,用交流发电机,可以在每个周期两次获得一个高电压,所以会有每秒1000的电压峰值。当电容器48在最大电压的瞬间放电时,将每秒放电1000次。因此,电能的量必须存储在它的量可以作如下计算:假设振荡电路有15欧姆的阻抗。由于所需的电流为40安培,生成这样的电流所需的电压将是40安培×15欧姆=600伏。但是,为了产生600伏的电容放电,有必要让它充电到1200,因为在放电过程中的平均电压是V/2。 如果由变压器次级产生的能量假定等于321瓦,而电容充电所需电压为1200伏,那么由次级递送的电流将是321瓦/1200伏,即为0.267安培。 另一方面,由于交流发电机的频率是每秒1000峰值,那么在千分之一秒里,次级要递送0.000267库仑——即为267微库仑到电容器。 因此,电容器48的容量必须加以调整到存储那个量的电力,而其值可以由Q = K × V 来确定,这里K是电容容量,单位微法,当Q为微库仑而V为最大电压时,所以,K= 267/1200,即为0.222微法。 同样是众所周知的,如果你想通过电路产生振荡放电,电路的电容、电阻和电感必须要配置,结果1000的平方根 x L 毫亨/ K 微法,大于电路的电阻,单位欧姆(K为电容器的电容量)。 已被假定振荡电路的电阻是15欧姆。在上述方程中用20欧姆,将能够计算一个适当的电感值,将满足对于电路中振荡放电的生产所要求的条件,生产的振荡电路中的放电,所以在单位为毫亨时的电感为400×K /4000或400 x 0.222/4000,即为0.0222毫亨,或等于22,200厘米的线。 确定每秒振荡数是可能的,这可以在任何这样的电路里实现,而这是由下式给出的:Hz= 5033000/L×K的平方根,这里,L的单位是厘米,而K的单位是微法。所以,已知电感和电容,我们得到 Hz=5033000/平方根(22200×0.222),即为71900 Hz。这表示每秒1000个火花的每一个中的72个振荡。 由这些振荡生成的电流强度可以从下面公式确定,这里所用的电压V,单位为伏特;电路的电阻R为欧姆;电感L为亨利;而电容K为法拉:
这里计算出40安培,这意味着,振荡电路的阻抗等于该电路中的电阻,单位欧姆,由于电感性电抗和电容性电抗相结合,所得到的总电抗的值等于零,而仅仅所需电压以产生40安培电流,是需要克服的电路的欧姆电阻15欧姆。这也意味着电动势与电流同相,因此,瓦特是一个最大值。 因此,毫无疑问电池3至4在电池1至2放电期间将能充分充电,尤其因为充电电流可以进一步根据需要增加,即使从放电电池没有取出更多的能量。事实上,可以很容易通过变压器次级46至47中的匝数来提高电压。显然,由于传递到该装置的初级44至45的功率的量总是321瓦,如果电压增加,电容器49接收的电量将会相应减少。因此,该电容的值也必须降低,因此每秒振荡的次数也将随之增加。最后,通过增加电压,电流强度也相应增加。 因此,始终有可能以所述的方式去结合电阻、电感、电容量和振荡电路中的电压的值,以便获得所需的电流强度,在其它电池放电时,去给一个电池充分充电。 一旦这种电池获得充电,如果成套装置继续运行,那么电池需要通过改变其到电路的连接来交换。要做到这一点,旋转柱体5,直到导电通路11和12接触到连接到电池负极的电刷,然后,完全充电的电池3至4将与电机27至28连接,而其放电现在将由这个路径产生:电池终端25、电流表24、换向器极20和18(现在连接在一起,由于柱体5的旋转经过90°)、导线26、电机27至28、可变电阻器29、导线30、装置40和41、以及换向器路径11,它闭合电路到电池3至4的负极。
换句话说,电机27至28、装置40和41,以及交流发电机42将仍然以上述完全相同的方式运行,并以同样的方式,仍在生成高频电流,产生一样的电流强度,现在传送通过电容器48的末端50、弧灯51至52、二极管34、导线32、换向器触点19至17、导线21、电流表22和电池1至2的正极端子23(它现在通过路径12连接到换向器触点38)、导线37、二极管36、感应器55、以及电容器终端49、同时通过复制路径从电容器的端子49、二极管33、导线32、换向器触点19至17、导线21、电流表22、电池1至2的正极端子23,换向器路径12、换向器极38、导线37、二极管35、弧灯52至51、以及电容器的端子50。 这显然表明,同样的步骤可以不时根据电池容量和放电速率简单改变电池的连接而无限重复。只有400瓦取自放电电池用于电池的再充电,留下40安培在50伏特上(2000瓦)用于做连续有用功。 该专利继续的说明修改后的时钟如何可以使其每小时移动换向器一次。这是一个非常聪明的2千瓦、自供电的自由能源设计。然而,如所述那样运行该设计是不切实际的。现今的电池只提供有限的运行寿命,一般在400次和1000次之间的充放电循环内,在C20的放电电流限定内。超过C20放电率会大大降低电池的使用寿命,这个量由电池遭受到的伤害程度决定。如果我们忽略这个因素,并说,我们的电池要使用1000次循环,以所提议的速率来说,一个小时放电和一个小时的充电时间,那么更换电池应该要求只要在运行500小时内。也就是说,在连续运行三个星期内。 这个电路的必不可少的、快速切换是通过火花隙,但相比之下,电池的换向器开关不要求高速运行。这是可行的,那么用简单的固态开关取代换向器并每一或二秒交换电池。这样一来,电池从未放电,而可以预期延长了电池寿命。 第五章: 脉冲能量激发系统 博日达尔•利萨茨(Bozidar Lisac)能量助推系统
最近,关于什么是有效的罗恩•科尔(Ron Cole)一体电池开关与特斯拉开关的专利申请已递交给当局。我必须承认,使用电容作为能量来源的观念被高度怀疑(除非开关频率高得使电容器有足够的时间大幅下降电压),我在这里总括复述这个专利。有些实验者报告了以切换速度 0.5 Hz 或略低的整体电池能量收益意味着在该类型的电路中,机械开关应有一个合理的开关触点寿命。这项专利需要一定的费心,因为写这份专利的人对英语没有充分掌握,而用 “充电”这个词混淆了“负荷”这个词。让我再说一遍,以下的专利申请这里所包括的主要是为兴趣的缘故,而不是制做这种类型电路的确定方式。
专利申请 美国20080030165 2008年2月7日 发明人: 博日达尔•利萨茨 用回收电能供应负载的方法和装置 摘要 在本发明中,来自电池UB的电流循环通过电机M,而二极管D1给并联的电容器CA和CB充电,一旦充了电,即连接成串联,引起电池电压的差异,导致电容器充电电荷的一半通过二极管D2返回电池, 同时以一个新的并联连接,电容器再充电,这个电荷与先前从电容器传输到电池的相等,结果通过电容并联串联的循环连接的方式,电能从电池传送到电容和从电容传送到电池,从而大大增加电池和电机运行量程。 本发明的目的 本发明涉及的方法和设备,能够通过使用一个自我再充电电源恢复电能,其中通过电路的方式,来自蓄电池或电池的电流环流通过负载,例如电机,而充分恢复到相同的能级,从而大大增加其量程。 更具体地说,由并联到串联(反之亦然)循环连接的两个电容器在并联、同时也是串联的时候通过一台电机充电,当其电压增倍,其返回电流,再次为电池充电。这个源代表一个封闭的系统,它不需要来自外部的能源供应,除补偿产出损失外,通过同样的技术上允许的充放电数来限制电池的量程。 本发明的背景 一个负载,比如一台电机,连接到一个电池或一个带有某种充电装置的蓄能器,这个充电装置可由此逐步放电,这种放电直接与连接时间和电流通过电机的循环成正比。因此,有必要从外部源供应新鲜能量来给它再充电。这些系统使得负载的能量消耗能够再生,这在目前的技术发展阶段尚属未知领域。 本发明的说明 该项发明的第一个方面是关于用回收的电能供给一个负载的方法,其中包括从第一个电能蓄能器产生的电能供应一个负载,以及为回收能源的目的,在它通过负载到第一个蓄能器后至少返回一定比例的电能。 电能,通过负载后,通过第二个蓄能器回收,并由此传输到第一个蓄能器,引起第一和第二电能蓄能器之间的循环传输。 由第二个蓄电池回收的电能随即传送到第一个蓄能器,无需传送电能通过负载即可实现。在另一个可选项实施中,能量由第二个蓄能器回收,并通过负载输送给第一个蓄能器,在这个情况下负载的极性在回收的能量通过负载时被翻转。 通过在两个或更多的蓄能器之间的并联和串联的循环连接带来能量的传递。 本发明的第二个方面是关于一个设备以回收的电能供应负载,其中包括第一次的电能蓄能器和第二的电能源蓄能器,第一和第二个蓄电池之间连接负载的位置,它由第一个蓄能器和第二蓄能器组成,在第一和第二蓄能器之间连接负载。这个设备可以以一个单向连接的装置来体现,例如,一个并联连接到负载的二极管,促使经过负载后电能回收的循环,并由此电能被返回到第一个蓄能器。 第一个蓄能器可以是一个电池。第二个蓄能器可以是两个或更多的带开关的、以并联和串联连接循环连接结构的电容器。 本发明构成一个电能自我再充电的电源,使电池量程可以得到相当的扩展,以致相同的电流循环,通过接触的方式通过一台电机给两个并联的电容器充电,直达到电池的电压电平。这些电容器一旦充了电,即成串联连接,生成双倍电压,并把电能返回给电池,由此而扩展其范围。一旦衰减得到补偿,增程的持续时间取决于电容器充电和放电性能。 电池和并联和串联连接的电容器之间电压存在差异,这导致了从电池到电容器(反之亦然)的电能置换,被用于给连接在电池和电容器之间的电机提供动力,构成电能的自我重复充电电源。 并联时,电容器通过一台电机和一个二极管充电,而串联时,则通过另一个二极管充电,电机电压是电池的一半。另一方面,如果电机被连接到电池和串联连接的电容器之间,后者,通过一个二极管并联充电,放电则以电机的方式,而别的二极管将以一个与电池相同的电压供应电机,其时一个电容器串接到电机的绕组以确保其无功率损耗地运行。 代替两个电容的是,可以用两节串接而另外两节并联的电池,电池之间连接的是一台电机,在这种情况下电流循环是从串接的电池通过电机到并联连接的电池的。串接的电池随即通过转换触点的方法并联连接,而另两个并联连接的电池随即转为串接,与电流反向,反转电流的方向,此时电机的方向通过其它触点的即时转换的方法来反转,以保持电机的旋转方向和极性。 在本发明的一个可能实施中,另外两个电容器和一个带有两个初级绕组的变压器被添加到前述的装置里,每对电容器从并联到串联(或反之)循环切换,以致在并联回路时,两个电容器通过绕组之一达到电池的电压电平而进行充电,同时其它的两个电容器串联连接,倍增电压并通过第二绕组到电池的方式放电。 主要是热消散导致能量损失的性能下降,而在电容器里,也通过电池的充电因素,由外部源得到补偿,而且由于电流循环总和流经电机的一个绕组或变压器给两个电容器充电,而电流循环同时由两个其它的电容器流经第二绕组,对电池再充电,加上外部源的电流等于零,因为通过电机或负载所做的功是被连接到交流电压的,使得在变压器的次级没有电池的放电产生。
图例说明 为已给出的说明作补充,并有助于更好地理解本发明的特征,根据一个首选的实施体现,附着一套图示作为说明的主要部分,这里,只是为了提供信息,并无规定的意思,如下所示:
图.1显示了一个实用电路,在这里,通过开关的方法,两个并联连接的电容器由一个电池通过一台电机和一个二极管充电,而在触点切换后,它们则成串联连接,因而使电池通过另一个二极管放电。
图.2显示了一个实用电路,在这里,通过开关,由一个电池通过二极管对两个并联的电容器充电,在触点切换成串接后,因而通过电机和别的二极管对电池充电。
图.3 显示了两个串联连接的电池,连接通过一台电机到另外两个电池连接成并联,而这里是用触点的方法,在两点间切换,这导致类似于所描述的关于使用电容器的效果。
图.4 显示的电路图相当于在电池和带有两个初级绕组和一个次级绕组的变压器的两对电容器之间的连接,在次级绕组感应的交流电压被整流、滤波并转换为一个正弦波电压。
图.5 显示的电路图,是一台交流电机,带有两个绕组连接在电池和两对电容器之间。
图.6 显示的电路图是一台直流电机,带有两个绕组,连接在电池和两对电容器之间,在这里的两个开关触点是确保旋转的正确极化和方向。 本发明的优选实施 图.1所示的优选实施中,负载包括一台直流电机M,电池UB,以及由一对电容CA和CB组成的第二蓄能器。电容CA和CB通过两个开关S1和S2的方式互相并联连接。通过电机M和二极管D1到一个电压电平等于电池UB而对这些电容器充电,充电为 Q = (CA+CB)UB,而当这些电容器充电时,电机M是旋转的。
电容器满电时,通过开关触点S1和S2串接。这样产生了两倍于电池UB的电压, 导致所给出的充电为Q = 2 x UB x (CA+CB) / 2 ,这里 Q = (CA+CB)UB,这里显示一旦充电,两个电容器的充电Q不管是串联还是并联都是同一的。 二极管D1和D2确保流经电机M的电流总是在一个方向。一旦电容CA和CB成串联连接,立即通过二极管D2返回充电电流的一半。开关S1和S2随即与电容CA和CB并联连接。在这个配置中,它们以电池电压的一半开始。它们立即充电,通过电机M和二极管D1重获电池电压。
在图.2的第二个实用的优选实施中,在电池UB和电容CA和CB之间的电机M是通过二极管D2的方式连接的。电容器通过二极管D1直接充电,而放电则通过电机M和二极管D2,电容CA和CB上的充电值在前面图.1的范例所述的保持不变,这个电路中所不同的是施加到电机M的电压在这种情况下是电池全电压。 电容CA和CB的充电率视流经电机M的电流强度而定,其为并联连接,电容器CM确保电机运行维持在最大功率。可以把电容器CM替换为一个电池,最好是一个快速充电电池。
图.3所示的另一个体现中,第一和第二蓄能器电池对B1和B2、B3和B4组成。因此,在这个实施中,两对电池被用于替换电容CA和CB。电池B1和B2 被连接到开关S1和S2,而电池对B3和B4被连接到开关S3和S4。开关S1到S4,连接与其关联的电池对到串联或并联结构,取决于开关的位置。 当电池B1和B2并联连接时,另外两个电池B3和B4连接成串联,而由于电池间电压差异的结果而导致电机M 旋转,因它连接在两个电池对之间。在同一时间,电流经过电机从串联电池对两个并联电池进行再充电。开关S1到S4, 串接电池B1和B2 而电池B3和B4则为并联然后切换,以此方式令电流方向反向,并同时,开关S5 和S6改变位置以维持电机的正确极性和旋转方向。 两个电容器和电池的切换可以通过任何机械的、机电的、电力的、电子的或其它方式,只要满足所述条件:以获取一个可自我再充电电源为目的。这些开关运行可以用任何已知方法来控制,如一个可编程的电子电路。 在先前描述的优选实施中,负载包括一台直流电机,但正如该领域的一个专家可以理解的,这个负载也可以是任何一种电阻式(?)和/或电感式负载。
图.4显示的是另一个优选实施,这里变压器T带有两个初级绕组L1和L2,连接在电池UB和两个电容器对C1和C2之间,加上C3和C4,导致电容C1和C2通过触点S1和S2的方式从并联到串联然后再返回地切换其连接,并引起电容C3和C4通过触点S3和S4的方式切换,使得电容器C1和C2并联的连接循环周期里,后者通过绕组L1达致电池的电压电平,同时电容C3和C4串联连接并提供其双倍电压,通过绕组L2的方式使电池放电,在这种情况下,充放电电流循环方向相同。另一方面,电容C3和C4在并联连接循环周期时,通过绕组L2达致电池的电压电平而充电,电容C1和C2为串接以提供其双倍电压,并通过绕组L1放电进入电池。充放电电流方向因而改变,因此在次级绕组L3里引起一个交流电压,其频率基于所述触点的切换速度,而在二极管P的桥式整流和电容器CP的滤波后,其结果必然是通过电路K的方式把直流电压转变成正弦波电压。 电容器的一对并联连接时,另一对同时连接成串联。因此来自电池的电流总和通过绕组之一,对电容器中的两个进行充电,而来自其它电容器的电流循环则通过其它绕组到电池,近似于零。来自外部能源FE的最低能量消耗实质上由热消散引起,而且在电容器中,同样由于电池的充电因子得到补偿,因此从该源外部到电池的电流循环的总和以及电容器充电和放电电流等于零。因此电池是不放电的,而其量程也不基于电机的作功,或负载连接到变压器T的次级绕组L3,因为负载的功率越大,电容器的充放电电流强度就越高。
图.5 显示的是另一个体现,在这里一台交流电机M连接到两个绕组L1和L2,使得电容器C1和C2并联连接的时候,后者通过绕组L1的方式充电,而同时电容器C3和C4串接,通过绕组L2到电池UB的方式放电,充放电电流循环通过绕组在同一个方向。电容C1和C2串接而电容C3和C4则成并联。电容器的充放电电流因此反转,因此在电机终端产生一个交流电压,其频率基于触点切换速度。所造成的能量损失由一个外部源FE补偿,电流循环总和从该源到电池,而在电容充放电期间通过两个绕组的电流循环等于零。由于电机展开工作的结果,电池并不放电。
图.6 显示的是一台直流电机M连接到两个绕组L1和L2(在电池UB和两个电容对C1和C2加上C3和C4之间),使得并联时电容器中的两个通过绕组L1的方式充电,而同时又在串联连接,另外两个电容器通过绕组L2到电池的方式充电。与触点S1、S2、S3和S4的切换一致,其连接到每个电容对由并联到串联(反之亦然),触点S5和S6切换、极化电机绕组,使得电容器的充放电流在同一方向循环,生成一个直流电压。来自外部源FE的电流源总和与电容器充放电电流等于零,因此没有电池放电。
第五章: 脉冲能量激发系统
鲍勃•博伊斯环形 同样也考虑一下鲍勃•博伊斯(Bob Boyce)的非常有效的脉冲环形系统。由于伺给环形的波形必须有非常急剧的上升和下降电压,环形需要能够处理非常高的频率信号,远高于伺给环形的每秒脉冲数。如果上升沿非常陡峭(而且它要求如此之快,因此不会在150 MHz的示波器上显示),那么对环形而言,一毫微秒后可能有类似的下降沿,所以它需要能够对那种频率作出响应。所以,需要对材料和绕组做非常小心的选择。 该环形为6.5英寸的铁粉单元,美国微金属公司(MicroMetals)产,零件号是“T650-52”,可从其网站上购买:http://www.micrometals.com/pcparts/torcore7.html 。还可通过“样品需求”(samples requests)进行少量购买: http://www.micrometals.com/samples_index.html
这个芯上有四个绕组。选择绕制变压器的金属线是最重要的。鲍勃用了特氟纶包裹的实心镀银铜线。导线是实心的而非多股绞线非常重要,因为多股绞线在这里不能工作(由于互相绞线的生成,相电流差诱导出涡电流)。目前,导线的供应商是:http://www.apexjr.com 做任何绕组之前,环形用一层黄色的3英寸1P802YE 缠绕胶带卷绕,1英寸和2英寸宽的均出自:http://www.lodestonepacific.com/distrib/pdfs/tape/1p802.pdf。在这种缠绕环形结构里避免使用玻璃纤维非常重要。就此鲍勃评论如下:“严重警告!!!! 不要使用玻璃纤维缠绕胶带!! 偶然订购了一大箱的3米缠绕胶带,所以我试了一下,看看它是否会工作。它不仅抑制了整个卷绕环形芯的声共振响应,而且由于某些奇怪的原因,还引起次级静电脉冲响应的反向极性,以及使信号的幅度降到只有10%! 它完全抵消了特氟纶绝缘的好处。” 被覆一层1P802YE缠绕胶带的环形,制成次级绕组。再一次,使用了特氟纶包裹的实心镀银铜线,这非常重要。如果在制做过程中粗心地把任何组件凑在一起,它就不会是一个性能COP>1的系统。 绕组的匝线必须均匀间隔,由环形核心成扇形展开。在中心孔必须紧密并排压在一起,而且紧紧缠绕,外缘相邻匝间的空隙必须完全相同。这并非要让绕组看起来“漂亮”,而是如果不这样做,就会在使用环形时引起磁场错误而降低整体效率。 次级绕组是用16号标准线覆盖环形的总长而制成,如下所示:
如果线间间隔不很均匀,那么可以推送线匝到适当的位置。有时可以很方便地使用2英寸长的塑料修整线置于线匝之间以使线匝间的间距完全相等。它们可以用黄色缠绕胶带固定定位:
上面的图片用于显示一部分准备做次级绕组的绕线看来正被移动到确切位置上。当绕组的一部分被正确无误地间隔后,均匀间隔的三角形间隙之间用蜂腊填充,用热风枪令其柔顺。在中央孔洞推入一个塑料瓶有助于填充。当环形两边的蜂腊都硬化后,可重复对下一组线匝操作。 当绕制完成,用蜂腊填充匝线间均匀间隔的缝隙,随后用一层黄色缠绕胶带包裹整个环形,如下示:
由此,扼要复述:胶带包裹环形,次级绕组完成,实施手段扩及整个环形,绕线仔细间隔出来,使得环形外缘的间隙完全相同,绕线间隙充以蜂腊,然后用黄色胶带包裹。由于电线绝缘的制造公差,次级绕组通常约从127到147匝,因此总长约为100英尺。 现在初级绕组是绕在覆盖了一层胶带的次级绕组之上的。作为次级绕组,匝线的方向非常重要:
请注意每个绕线开头在上部越过环形然后在外侧抽出,准备绕下一匝。每下一轮匝按方向逆时钟方向绕制,结束端则在环形下部。在制做这些绕组时,以这种方式创建每个绕组,而工艺的质量是非常重要的。每条绕线要抻紧,每匝在环形中央要互相紧靠而准确定位,而每匝外侧缘的间距要完全相同。你的制造工作无疑已优于商业供应商,还需要达到军用要求的质量。 三个初级绕组是缠绕在覆盖着胶带的次级绕组上面的。三个初级绕组绕着环形均匀分隔,就是在中心点的120°,而次级绕组的导线是在初级绕组的空隙间抽出,而不是从初级绕组的中间抽出。正如次级绕组一样,初级绕组的匝线要准确间隔,用蜂腊依位固定,并用胶带裹紧。初级绕组可以超过一层,而且其卷绕方向与次级相同,还要以次级绕组所需的同样的认真来间隔匝间空隙。卷绕完成后用PVC绝缘胶带拉紧包扎整个环形芯,确保初级绕组不会移动,然后再加上外层的卷绕胶带。 当极高质量的电压脉冲施加到三个初级绕组的每一个时,这个受到激励的环形会从即时环境汲取到额外的能量。这个系统的完整细节并未完全披露,但鲍勃在公众论坛上曾经说过,他已经证明他的环形的次级在没有连接任何东西时加以脉冲,输出了三倍电流,在两倍输入电压下,COP=6。当次级的两端连接在一起时,输出电流增加一倍,给出了COP=12,即12倍的输出功率,大于鲍勃提供的必要的输入。这是,当然,并非能量被凭空创造(这是不可能的),而是相反,11倍于输入功率的能量是由周围的环境里汲取出来的。 我从来没见过这个电路,但有可能是下面这样的:
由于输出电压增加了一倍,正在充电的电池组可以一倍于电池供给的输入功率的电压。输入电池正极上的扼流圈是引导生成的电能去给电池组充电的。每个初级绕组由其自身的可调频的、和可调脉冲间隔比或“占空比”的振荡器进行激励。占空比初始设置约为25%,这意味着输入功率关闭了四分之三的时间。最高频振荡器调整到给出最大的充电输出电流。最后,最低频振荡器调整到给出最高充电输出。当这个动作完成后,在不降低充电率的前提下尽可能降低每个振荡器的占空比。这种调整并不需要示波器。 应该注意到图中显示的每个初级绕组标志为“起始端”的做成后,要连接到电源的正极线,而标志为“未端”的要连接到振荡器的输出端。这样的连接安排非常重要,因为反过来连接可能会大大降低性能。 三个振荡器彼此完全独立,自由运行。换句话说,它们不以任何方式同步,并由于这种配置能产生各种不同组合的复合输出波形。必须指出的是这不是一个产生旋转磁场的系统,因为绕组脉冲并非序列式的。如前所述,每个振荡器的电压输出波形必须有非常急剧的上升和下降时间,而输出必须——当然,能够提供足够的电流给初级绕组供电。 我从未见过这一系统是如何工作的解说,而请记住上面所示的电路基于我的猜测,并非来自鲍勃•博伊斯。不过,现在我会建议一个可能的机制作为电路的工作方式,为此,让我们假设,只连接了最高频率振荡器。当振荡器输出一个脉冲时,一个强大的电流通过它所连接到的初级绕组。这会产生强烈的磁脉冲。但由于绕组是环绕着一个高质量的环形核心,几乎所有的磁通量都围绕着环形,而不是向外辐射。磁脉冲在其他两个初级绕组里诱导出电脉冲,因而所有三个绕组提供了一个浪涌电流给正在充电的电池组。一个脉冲进,产生三个脉冲出,与观察到的输入电流的三倍相配。 (这表明,如果有四个初级绕组作为配置,会提高COP的结果。如果这样做了,那么第四个振荡器可能会运行在85,600赫兹)。次级绕组的两端短路使输出进一步提高。我认为,这可能是由于事实上初级对次级绕组的匝数比,在次级绕组产生了一个高得多的电压。如果连接次级绕组的两端,那么感生电压将产生一个强大的电流流过次级绕组。这个电流将依次产生一个甚至更加强大的磁脉冲,即在环形中,也在缠绕着次级绕组的初级绕组中。 这个增强的磁脉冲也许能解释对正在充电的电池组的增强的电输出。请记住,这不是说事实如此,而只是一个说明,只是作为电路是如何运作的一个可能的解释。 请记住,环形必须要有能力处理频率远高于施加给它的脉冲率。一个高频波形看来就象这样:
如果你施加那样的频率到鲍勃的环形,那么这个环形要能够干净利落地处理该波形,无需以任何方式降级。对于这种应用,一个铁粉环形,如微金属公司(MicroMetals)的产品,是必不可少的。人们难以见到的是,纵然如果信号的整体频率更低,如下示:
为了干净利落地处理波形的上升沿,这个环形必须能够处理极高频信号。环形并不“知道”波形的上升边线将跟随着极一个极短、极快的高频脉冲的全流。由此该环形要能够处理高频波形,以处理非常急剧的上升沿,这是本设备和其它许多自由能源设备成功运作的要点。 鲍勃•博伊斯已经做过更为危险的旋转磁场类型的电路的实验,他说:在我作为一个政府的分包商的工程师工作时,我才意识到一个关于开关电源的问题,就是在一定的温度和负载条件下,它会进入超一(over unity)的运行。有时这些又会大大地失败,并完全毁坏负载。损坏程度比电源所能传递提供的要大得多。电源使用一个板载的环形线圈,用镀银实心铜线绕在霍尼韦尔铁粉芯上,以特氟伦绝缘。我想这就是我的兴趣的开始。当我有了自己的生意时,我有了致力于研究和实验的时间。 我早期的辐射能研究和实验都是试图复制特斯拉和莫雷的、以及其他许多人的设备。我找到一本汉斯•A•聂伯斯博士(Dr.Hans A. Niepers)的书的副本“彻底改变”(“Revolution”),书号ISBN 3-925188-07-X。在那本书里,是关于许多设备与引力场转换改变的信息。 我第一次尝试进入3相设备,是在用引力应变能吸收器(g-strain energy absorber)做实验的其间——那个学说是由溪川新一(Shinichi Seike,音译)教授建立的。当我连接3相空芯环形到引力应变能吸收器板的3相输出时,不用说,结果不是我所期望的。 我一直在家里做这些实验——就是我在1995年被雷击伤的处所。这使我的3相研究结束了若干年。当我再次开始研究时,烧毁电子元件和负载的耗费使我很快就厌倦了。我又回到了低功率单相变压器并一直纠缠到我解决了某些控制问题,可以让我以更可控的方式回到3相设计中。我希望能更早一点听说过史蒂芬•马克,因为这很可能会节省我一点时间。就像史蒂芬,我学会了对这个东西的敬畏。 有趣的部分是雷击的时候并没有进行实验,而雷击的确进入了我早先一直用引力应变能吸收器板驱动的3相环做实验的房间。我估摸那个实验的运行在我身上留下了某种能量模式的印记,使得我能够吸附闪电。闪电进入房间,进入我的右手,由我的右脚踝退出,然后通过电话线离开了房间。可以理解,我被击得胆战心惊,但我还能自行驱车去圣玛丽医院(在佛罗里达,西棕榈滩),在急诊室里才得到治疗和舒缓。那种在我胸腔里的痛楚是我事后也不想施加到任何人身上的!所有我实际能做的只是吃止痛片,直至痛疼减轻。想一想本来我就有一个良好的接地(用3条20英尺长、半英寸直径的铜管,连接到基础的每条腿,而且每个拉线点还有一条20英尺长、半英寸直径的铜管),160英尺的无线电塔离那个房间里只有二十英尺远,整个房子应该在那个塔的“锥体保护”下。那个特定的雷击公然藐视所有的良好防雷的普通常识。它似乎以我为直接目标,尽管我的位置已经有良好的防护。其后还有过电子雪崩,而现在我在进行这一类实验前要绝对确认防雷措施做得非常好。我的那个金属建筑物也被电击过,但并没有穿透到里面。那是一个每个角落都有8英尺长、八分之五英寸直径的铜包钢接地棒的建筑物。我有一个8英尺乘10英尺的PVC的实用建筑,在里面我可以进行实验,而我则在我的安全的金属建筑物里通过闭路监视器观看。 芯,的确提供了稳定性。我用低导磁率的磁芯,以避免因偏置而饱和。频率越低,每秒的脉冲(反踢)越少,这导致了一个更低的功率密度,而它也降低了在核芯里的相对论性效应。如此,可以肯定,这是控制与能量的平衡。如果控制器完全安装在“风暴眼”内,即在环形空间的中心,那么功率密度可大大增加。我的主要焦虑会随着控制器由于这些相对论计时的改变而越发严重地忽略来自外部的命令信号而失控。诱导的能量甚至在直流控制线路中也可以可以覆盖那些控制信号。如果发生了,你可不想靠近它。 我不喜欢使用铁氧体或叠层铁芯。由于其高磁导率,它们只能用于非常低的频率和极低的功率密度。 此功率源的特点之一是,它似乎适应于负载(当然在合理的范围内)。对于获得最大的功率输出,负载阻抗是相当重要的,其部分原因,是能量的高频部分取决于直流输出上。输出瞬时短路的确会引起等离子体状的电弧放电。 依我所见,我的环形和史蒂芬•马克的看起来非常类似。我能看到的第一差别是芯材和极的数目。听起来和看起来都像是史蒂芬•马克使用绞合铜线和4个极,而我在我目前的设备中使用的是铁粉和3个极。此外,两者似乎都在操作过程中建立了一个旋转的电磁涡流。 多年来,我用了其它的芯材,均有不同程度的成功。我在80年代中期着手于在2相设备上用叠层铁芯,接着在90年代初进展到空芯3相设备。我尝试3相操作的首批设备的其中一个,是溪川的“引力应变能吸收器”,我把它连接到一个手绕的3相空芯环形线圈上。谈论不受控制地操作!但我坚持住了,不知道有危险。因为那时我不再研究水燃料氢氧气,我痴迷于尝试复制特斯拉和莫雷,用极少的费用做研究。在我1995年被雷击伤后,我封存了那一领域的研究,直至我有了时间、精力和资金才得以继续。我拒绝把这个3相设计投入到实际应用中,直至控制问题得到解决。 能够用于在低频下改善功率密度的一种技术由3个初级到6个初级,即3相驱动线圈的两个定相的组。 2012年3月,风格相似的电路设计由南非的一家公司首次推出200台商业设备。斯特林•爱伦的网站报道了这些设备的许多细节: http://pesn.com/2012/02/22/9602042_South_African_Fuel-Free_Generator_Preparing_for_Market/ 。一台自供电5千瓦的设备的预期价格是6000美元,而其它设备可以达到40千瓦的输出。斯特林访问过这个在南非的公司,并见证到设备的运行,并于2012年3月收到其中一台设备,但由于使用了三个月后电池停止运行而延迟了交货。
第五章: 脉冲能量激发系统 唐•史密斯的大功率设备 唐•史密斯(Don Smith)是一个非常有才华的美国人,他已经理解了特斯拉的所有工作,并已确确实实基于理解做出了许多实用的设备。在第三章你能找到更多具体细节,但概略地说,可用一个12伏电池产生需要的脉冲磁场,以轻推本地环境使之提供大量的电能。第三章详细介绍了该设备具有约160千瓦的输出,这是目前为止,远远超出任何个人所需要的。换言之,它是一种可以轻松地为你家提供电源的设备,而考虑到电动汽车约需要65千瓦,它又是一个可以轻松地为你的交通工具供电的设备,使它成为低耗油模式的运输工具。这不是魔术,只是标准的电气理论做了正确的改变。 唐的许多装置里的关键组件是简陋的,商用电源用于驱动霓虹灯显示。这种模块在35,100赫兹(每秒周期)上产出约9000伏。正如唐指出的,当你加倍脉冲频率和加倍脉冲电压时,有效功率提高到一个十六倍的因子,因为所有这些东西的效应都是一致的。你会记得鲍勃•博伊斯以极其尖锐的脉冲在42000赫兹上脉冲他的环形,而这个高频在他的系统的功率产生上有着很大的影响。 唐然后用一个称为特斯拉线圈的升压变压器进一步提升他的工作电压。人们有一个误区认为特斯拉线圈只可以产生电压而不能产生电流。现实是,如果初级线圈安放在次级线圈的中央,那么电压和电流的产生大致相同,而这是一个非常、非常高电平的电能。唐的其中一台装置就象这样:
这个原型实际上是比它需要的更为复杂。如果你选择略有不同的施工方法,这里使用的三个极高压电容器是没有必要的。不过,在此版本中,十二伏电池(未显示)为一个真正的正弦波逆变器供电,以提供氖管激励电路所需的电源电压和频率。电容器的电压限制,特别是8000伏输出的存储电容器,使氖管驱动器的9000伏输出太大,很不安全。为了解决这个问题,唐使用一个自耦变压器,以降低供应氖管激励电路的电压,这让他限制输出电压在输出存储电容器的电压为8000伏。 一个关键的细节是,在特斯拉线圈的短初级绕组的匝线长度恰好是长的次级绕组匝线长度的四分之一。这使得线圈产生共振,这是操作中的一个至关重要的因素。最后,可以通过略微滑动初级线圈在不同的位置上做精确的调整。在这个原型里,唐选择做最后的微调是通过安装一个小电容跨接每一个绕组。这不是必须的。 在上面所示的原型中,唐于是用四个二极管整流输出为直流以伺给存储电容器。其结果是一个8,000伏电源可提供20安培的电流。那是一个160千瓦的输出功率,并由输出电容器的额定电压所限制。 唐指出没有必要这么做,而相反,一台降压变压器可以用于降低输出电压和增加可供电流。如果做到这一点,那么电压限制消失(前提是您使用的是极高压电缆),因此即不需要自耦变压器,也不需要高压电容器。 有两种选择。你即可以计划一个电源电压、电源频率、交流输出,或也可生成直流和使用现成的逆变器来来运行任何由该装置供电的总线设备。按第一种选择,唐连接了一个单一的电阻跨在降压变压器的初级上,而那会把频率拖下来到想要的等级,假若电阻具有正确的值:
变通的方法是计划一个无需改变频率的直流输出:
在这两种情况下,12伏驱动电池可以由连续输出功率的一部分充电,而这样做有各种各样的方法。不过,需要注意的是当输入功率非常低时电池不要过充电。 您会注意到鲍勃•博伊斯环系统和唐•史密斯的特斯拉线圈系统之间的相似性。在每一种情况下,非常仔细绕制的环形绕组受到高频率的脉冲,并在每一种情况下,大量过剩的电能变为可用,从周围环境流入,由脉动磁场提供。
第五章: 脉冲能量激发系统 塔里埃尔•卡帕纳泽自供电发电机 塔里埃尔•卡帕纳泽(Tariel Kapanadze)做了一个相似风格的装置,可以自供电并产出一个总线电力输出。他在一部电视记录片里做了演示:
而在第三章里可以提供更多细节。
第五章: 脉冲能量激发系统 弗拉基米尔•乌特金的见解(The Insights of Vladimir Utkin) 弗拉基米尔在最近发表的一篇论文中,描述了一些他自己和俄罗斯论坛成员所做的非常重要的工作。他对特斯拉、唐•史密斯和其他人的工作有着重大的洞察。得到他的许可,这里是他的论文(2012年3月15日的更新):
自由能源: 给每一个人的尼古拉•特斯拉的秘密 弗拉基米尔•乌特金著 u.v@bk.ru 第一个秘密 特斯拉所有的秘密均基于 电磁反馈 解说:一个普通的能源系统包括一台发电机和电机(普遍看法),就可以完成电流反馈,如下示电路(a)。 在(a)的情况下,一旦启动,系统就会因为摩擦力、电阻等等而慢下来并停止。在(b)的情况下,尼古拉•特斯拉为电磁场安排了一个反馈回路,并说: 能量的生成通过其自我的应用 问:你怎么能产生正向的电磁场反馈? 答:最简单的和众所周知的例子是迈克尔•法拉第的单极电机,由尼古拉•特斯拉修改: 普通的单极电机由磁化的圆盘组成,并在轴与圆盘的圆周上的一个点之间施加一个电压,如上面图(a)所示。但普通的单极电机还可以由外磁铁和一个金属圆盘组成,并在轴和圆盘边缘上一个点之间施加一个电压,如上面图(b)所示。特斯拉决定修改这个版本的单极电机。他把金属圆盘切割成螺旋状的部件,如下示: 在这种情况下,电流的消耗产生一个沿着圆盘轴的附加磁场。当载流导线向一个方向倾斜时,其磁场会增强主要的外部磁场。当导线向另一个方向倾斜时,其磁场会减弱主要的外部磁场。所以,电流能够增强或减弱单极电机的外部磁场。 不通电的情况下,扩增是不可能的 如果可以为机械设备配置一个磁场反馈回路的话,那么或许可以用固态配件来配置,如线圈和电容器。 本文的其它部分着重于使用线圈和电容器的设备。在这篇文章中所有的例子都只是为了帮助你理解所涉及的原则。如果我们注意尼古拉•特斯拉发明的变压器的第二个线圈的铁磁屏蔽,理解将变得更容易: 在这种情况下,铁磁屏蔽在变压器里把第一和第二线圈彼此分开,而那个屏蔽可以用作磁场的反馈环路。这一事实将有助于理解这篇文章的最后一部分。考虑静电场的属性也是有帮助的。 静电学 (标量场和纵向电磁波) 评论:特斯拉先生说,“通过一个标量的电磁场产生的辐射能量垂直于任何带电导体的表面从而引起纵向电磁波”。 乍一看,这与研究电磁场的古老经验是矛盾的(按照现代观念,任何电磁场都有垂直于电磁波传播方向的分量),同样,麦克斯韦方程组是把电磁场作为一个向量来描述的。然而,第一印象就是错误的,并没有矛盾存在。 物理学的定义:任何导体既有电感,也有电容,即其表面电荷积累的能力。导体表面上的电荷产生电场(静电场)。电场上任何一点的电势 (电压) 是一个标量 !!!(即,它是一个标量电场……)。 如果导体的电荷随时间变化,那么静电场也将随时间而改变,导致磁场分量的出现: 因此,形成电磁波(电子的纵向分量……)。 备注:为了理解纵波与导电体是怎样相互作用的,你需要阅读题为《影响电气化》的静电学部分。特别有趣的是,麦克斯韦方程组提到过位移电流。
第五章: 脉冲能量激发系统
现在我们来到第一个秘密: 秘密 1 尼古拉特斯拉自由能源设备里的功率源,放大变压器,是一个 自供电的电感电容电路
解说 电压无限上升的示例 (基于电池和开关)
解释:电池1和2通过电感L被交替连接到电容器C。电容器C上的电压和电池电压升高。结果,电压无限上升。当电容器上的电压达到所需的电平时,被连接到负载。 评论:两个二极管被用来避免同步要求。手动或继电器开关均可。一个实施是用火花隙连接输出负载,但开关也是变通方法。 过程的时间线:
示意图可以简化,并只用一个电池(负载以相同方式连接)。
评论:也许阿尔弗雷德•哈伯德在他的变压器的某些版本中用的是所示的选项B的概念。
评论:如果你要得到一个自供电电路,你就要配置某种能量反馈给电池。不过,这是一种实用的自由能技术吗?我不敢保证…… 评论:这是唯一的方法吗? 当然不——这样做有不同的方式。例如,你可以利用某些电感电容电路内部和外部的场。我们能怎样做? 第五章: 脉冲能量激发系统 我们如何得到这样的结果? 回答 您需要使用电感器的电磁场的电器元件对电容器充电(使用麦克斯韦方程组的位移电流) 解说 当电容C的电场衰减,由于馈入了一个电流到电感器(未显示),由电感器生成的外电场则试图以电容器的位移电流给这个电容器充电。因此,电容器从周围的电磁场汲入能量,而电容器的电压逐周期上升。 实施 A – 用了一个中央电容器: 实施 B – 没使用电容器:
在这种情况下,没有电容器,电感器L的两部分之间的电容提供了必要的电容。 如何开始过程? 在实施 A 中,你必须给电容器充电,并把它连接到电感器以启动过程。 在实施 B 中,你必须使用一个额外的脉冲调制线圈或“反作用”线圈,通过在电场或磁场(稍后再示)中提供一个脉冲来启动过程。 如何停止过程? 泵浦能量的过程可以不受干扰地在无限的时间长度中继续下去,因此问题来了:如果你想要停下来,你怎样停止设备?这可以通过连接一个火花隙跨接到线圈 L,而引起打火花,足以停止过程。 具有一个电场的“反作用”过程 使用一个额外的特别的“反作用”线圈,能产生短的、强大的磁脉冲,再沿着这个线圈的电磁场的电矢量安装一个放大特斯拉线圈。 触发脉冲或“反作用”线圈的电场将给电感器的展开的电容器充电,而过程将开始。“反作用”线圈使用的脉冲要尽可能短,因为位移电流是基于磁场的变化速度的。 具有一个磁场的“反作用”过程 通过在“反作用”线圈的匀强变化磁场中的放大特斯拉线圈的移置来“反踢”是不可能的,因为在特斯拉放大线圈两端的输出电压在这种情况下将会等于零。所以,你必须使用一个不均匀磁场。为此,你必须安装一个“反作用”线圈,不要在放大特斯拉线圈的中间,而要定位在远离中间的地方。 这一切都是真的吗,并且使用的是最佳技术? 不,不是的!尼古拉•特斯拉找到更微妙、更强大的方法——他的双线并绕煎饼线圈。
双线并绕煎饼线圈——也许是最好的方法 普通线圈相邻匝之间的电压是很低的,因此产生额外能的能力有限。所以,你需要提高一个电感器中相邻匝之间的电压。 方法:把电感器分为单独的两部分,再把第一部分的线匝放在第二部分的线匝中间,然后连接第一个线圈的一端到第二个线圈的起始端。这样做,相邻匝之间的电压将与整个线圈末端之间的电压一致!!! 下一步——以适用于放大能量的所需方式(如前所述)来重新排列磁场和电场的位置。这样做的方法就是——扁平煎饼线圈,这里磁场和电场的定位完全是所需的放大能量的方式。
现在,明白了为什么特斯拉总是说他的双线并绕煎饼线圈是能量放大线圈了!!! 备注:为得到线圈的天然固有电容的最佳充电,你必须使用尽可能短的电脉冲,因为显示在麦克斯韦方程里的位移电流在很大程度上取决于磁场的变化速度。 双层圆柱形双线并绕线圈 不用标准的并列圆柱形双线并绕线圈,线圈绕组也可以安排成两个独立的层,一个在另一个的顶上。 电–辐射效应 (静电场的感应)
解释 特斯拉变压器的初级线圈是电容器的第一个板。当你用你的能量源为电容器C充电时,你同时也在为初级线圈的导线充电。作为结果,次级线圈的导线也充了电(作为一个来自周围空间的回报)。
为了启动进程,您必须移去初级线圈的把电荷 (通过在周围空间中安排一个电位突变)。当完成后,作为电位突变的结果,产生了一个巨大的位移电流。感应捕获这个磁通量,而你得到了能量的放大。 . 如果这个进程运行,那么你就在周围空间产生了一个磁场。 评论:初级线圈导线的电容是非常低的,因此它需要很少的能量进行充电,并且用很短的火花放电(无需从电容器C移除电荷)。 评论:请注意那个火花隙必须接地,因为依我看,这是该进程非常重要的特征,但是特斯拉先生并没有显示接地。也许这需要一个单独的接地点。 评论:照我看来,这个技术也用在格雷的设备和史密斯的设备中,他们的火花隙都是接地的。 还有: 请注意格雷在专利中所说的:“……这是给电感负载的”。 而且,请注意史密斯说:“如果用磁力计,我能看到这些磁场”。 第五章: 脉冲能量激发系统 现代的实施 在自供电、电感电容电路里 范例 1 使用双线并绕线圈作为特斯拉谐振变压器中的初级线圈 唐•史密斯制做 解说:双线并绕初级线圈用作功率放大的初级,并通过火花隙脉冲。
范例 2 米列夫斯基制做(Mislavskij) 组成由两个电容器极板夹着一个铁氧体环形芯,环形芯有一线圈绕在其上: 解说 当一个电容器正在充电(或放电),这个“位移”电流在真空中产生了一个圆形磁场(麦克斯韦方程组)。如果一个线圈绕制在一个铁氧体环形上,置于电容器的极板之间,那么在那个线圈的线匝中就会生成一个电压:
同样,如果一个交变电流施加到绕制在铁氧体环形的线圈上,那么电容器极板上也会生成电压。
如果一个电感器和一个电容器组合在一个电感电容电路里,那么在这个电感电容电路内部就有两种情形: 评论:如果绕制在铁氧体芯上的线圈里的线匝方向被反转,那么连接线圈到电容器极板的导线也需要掉换。 用一个铁氧体芯放在一个电容器内的首次实验是在1992年由米列夫斯基(一个莫斯科学校的学生七年级学生)做出来的,因此它被称为“米列夫斯基变压器”。 原型变压器: 相同途径? 唐•史密斯制做 在这个配置里,电容器通过火花充电并产生强大的位移电流。铁磁芯的变压器收集这些电流。 评论:该图表非常粗糙,并缺乏细节。没有某些反电动势抑制将不会正确执行(见下文)。 第五章: 脉冲能量激发系统 秘密 1.1 共振中的特斯拉线圈的反电动势抑制 版本 1 在这个特斯拉线圈里的初级和次级线圈以及接地配置成特殊的方式。
解说:在电磁场中的激励(驱动)电流和负载电流互为垂直,如下示:
评论:为了获得能量,初级线圈的激励频率必须是次级线圈的谐振频率。 评论:只用一个火花隙激励也是可以的。 评论:在特斯拉先生的术语里,这是一种泵浦电荷或电荷漏斗,电荷来自大地(那是能量的源泉)。 线圈电位 (电压) 分布 解说 振荡电路的任务是用一个大型电气元件来产生一个局部的电磁场。理论上,只需对高压电容充电一次,然后一种无损电路将无限期地维持振荡,而无需任何进一步的功率输入。实际上,会有一些损耗,所以一些补充功率的输入是需要的。 这些振荡起着一个“诱饵”的作用,吸引电荷从本地环境流入。创建和维持这样的一个“诱饵”几乎不需要能源…… 下一步是把这种“诱饵”移到电路的一侧,靠近电荷源,这就是大地。在这个小的分隔,击穿发生,并且电路的内在寄生电容将立即以能量从外部流入电路进行再充电。 在电路两端将有一个电压差,因此会有寄生振荡。这个电磁场的方向是垂直于“诱饵”的源场的,因此不会摧毁它。这种效应是由于线圈是由对立的两个部分组成的。寄生振荡逐渐消失,而它们不会摧毁“诱饵”场。 每一次火花发生,接着火花跟着火花,这个过程就不断重复。所以,火花发生频率越高,过程的效率越高。“诱饵”里的能量经历几乎没有耗散,提供了一个比需要保持设备运行所需能量大得多的功率输出。 特斯拉电路原理图 评论:唐史密斯称这种技术为“电线上的小鸟”。直到火花发生,小鸟都还是安全的。 评论:特斯拉先生称这种技术为“电荷漏斗”或“电荷泵”。 技术原理 1. 这种自由能装置在周围的空间产生一个交流电势(作为电荷的“诱饵”)。 2. 电荷流经负载,从环境流入,通过这种“诱饵”吸引(泵入)。 用于激励周围空间需要流经负载的并非只是单一的电子
第五章: 脉冲能量激发系统
“电荷泵”和“电荷漏斗”的可能设计 爱德华•格雷 爱德华•格雷冷电电路的可能原理图
解释:这个原理图是格雷专利的简化版,出自于彼得·林德曼博士在他的书中所做的进一步的澄清。
“电荷泵”和“电荷漏斗”的可能设计
解释:充电系统不能“看到”充电电容器内部的场。 共振的普遍看法:如果你短路或打开一个“泵浦”电容器,不会破坏共振。 评论:你可以添加一个普通的、非常大的电容器与“泵浦”电容器并联,以使结果更加令人印象深刻。 唐·史密斯图示:
评论:您必须使用交变电场,以便给电容充电。但是,史密斯在他的绘图中标示成南北极。我认为只有一瞬间这是事实。图中没有显示二极管,这表明他的装置所显示的,在我看来并不完整。 爱德华•格雷管的外观 解释:中间可见有着两个内部栅栏的格雷管。压克力板的下面是两个二极管(???)。左边的是莱登瓶(???)。格雷管后面是高频高压线圈(???)。
“电荷泵”和“电荷漏斗”的可能设计 保罗•鲍曼(Paul Bauman)的特斯塔提卡(TESTATIKA)机 说明:在罐子(电容器)里的中央电极(电容)用于激励环境空间;两个外部圆桶是充电电容器的极板。
解释:充电机制无法“看到”充电电容器内部的场。 评论:更多的详细信息请阅读不对称电容器的部分。 评论:这基于特斯拉的原理图 评论:首先,你要在特斯拉线圈的一侧安排一个“电压摧毁者”栅栏。这是为了要生成 一个“盲目”充电系统,它“看”不到电容器上的充电(详见下面的“盲目”资料)。 评论: 巨型电容意思是:尽可能大的普通电容。 有效性基于电压和线圈频率,以及节点中的电流。 有效性还基于激励火花发生的频率。 这与史密斯的装置十分相似。
评论:有关更详细的部分请阅读专门讨论阿夫拉缅科(Avramenko)插头的部分。 解释:充电系统不能“看到”充电电容器内部的场。. 评论:有关更详细的部分请阅读专门讨论阿夫拉缅科(Avramenko)插头的部分。 评论:一根普通的导线可以在这个小装置的某些版本中使用,见下文…
第五章: 脉冲能量激发系统
能量再生通过 L/4线圈 评论:此系统基于通过大地进行能量的无线传输
评论:发散到周围空间的能量降低了这个过程的效率 评论:接收器和发射器线圈必须有着相同的振荡频率
评论:有可能间隔布置:
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2012-9-20 10:20 上传 评论:可用一块金属片代替长导线 第五章: 脉冲能量激发系统 特斯拉线圈的“冷”端和“热”端 唐纳德•史密斯 评论: 如果激励线圈L1被定位在L2线圈的中间,那么特斯拉线圈将会有一个“冷”端和一个“热”端。火花隙只能被连接到“热”端。如果火花隙连接到“冷”端,你就不能得到好的火花。 评论:这对实际应用非常重要,所以请阅读唐史密斯的文档以取得更详细的信息。 评论:如果特斯拉线圈一端接地,就很容易理解“热”端和“冷”端了。 接地的特斯拉线圈 - 能量的隐藏形式 解释:我们可以把特斯拉线圈看成一块金属。每一块金属都能充电。如果特斯拉线圈接地,它就能得到大地传递的额外电荷,而且也能得到额外能量。但是,这只在静电的相互作用中发现,没能在电磁中找到。
评论:此图显示了半个周期之后的仅仅一个瞬间,其极性将被交换。 问:我们如何利用这一点? 答:我们必须要配置一个静电的相互作用: 评论:可以用额外电容器给它们充电。 这看来像是史密斯的等离子球装置。也许,他使用了这项技术。 这可以被用在电荷泵技术上,通过一个交变电场来激发,请阅读关于电荷泵或电荷漏斗的部分。 布线可以与上面所示的不同。
接地的双线(多股)并绕线圈的示例 来自塔里埃尔•卡帕纳泽的100千瓦设备 史蒂芬•马克的大型TPU 唐•史密斯
解说: 取代一侧的输出,两个输出用于连接降压变压器。 1. 火花隙之间: 降压器没有电流,因此L2的两端电压相同。 2. 在一个火花周期: L2(它是向上和向下的部分)的寄生电容(未显示)对地放电,而电流在降压变压器内生成。L2的一端在地电势上。但是,在L2中的这个电流的磁场垂直于共振场,因而不会对它产生影响。由于这一结果,你的负载中就有了功率,但是不会破坏共振。 评论: 我的观点,这些图表在激励部分存在错误。找到这些错误。 通过一个火花来激励是可能的。 在特斯拉先生的术语里,这是一个“电荷泵”或“电荷漏斗”。电荷来自大地,那里是能量的来源。 以下部分有更多的秘密。 第五章: 脉冲能量激发系统
秘密 1.1 在一个共振线圈里的反电动势抑制 版本 2 初级和次级线圈安装在一条棒体芯上。所有线圈以特殊方式配置。初级线圈安在芯体中间。次级线圈为两个部分,安在棒体的两端。全部线圈向同一个方向绕制。
解说: 通过谐振(激励)电流产生的电磁场和负载电流互相垂直: 所以,虽然你在负载中有功率,谐振却不会因那个输出功率而摧毁。 评论:必须选择负载以使得最大化的功率值流入其中。非常低的负载和非常高的负载都会关闭零点能流入。 次级线圈分流初级线圈,因此它有一个电流在其中,甚至在它没有连接负载时。 次级线圈也可以通过共振谐调。 “棒”的材料可以是空气,也可以是其它材料。 秘密 1.1 在共振线圈里的反电动势抑制 版本 3 (长线用法 - 双线用法) 解说:非常象版本 1,但这里,两个线圈组合成一个单一的线圈。
这不可能! (没有反电动势抑制) 唐•史密斯制作 能量倍增的多线圈系统 评论:你自己判断你认为它是怎么做的。 也许可以用短路线圈…… 阅读下面的章节来发现秘密…… 现代选项? 作为反电动势抑制 版本 3
双线用法 卡帕纳泽制做
双线用法 提摩太•特拉普(Timothy Trapp)制作 评论:浏览特拉普的网站以得到更多的细节 可能的芯体结构 用于反电动势抑制
环形芯
评论:普通的励磁绕组可用所有的方式环绕着一个环形芯绕制。 一个双线并绕的输出绕组是围绕着整个环形芯绕制的。 记住双线并绕线圈的“热”端和“冷”端。 评论:记住输出线圈的“冷”、“热”两端。
反电动势的基础 (特斯拉专利) 第五章: 脉冲能量激发系统 秘密 1.2 火花激励发电机 (“SEG”) (电荷传递到电感电容电路)
解说: 火花递送电荷到电感电容电路。 在电容器C上的具有电压C的电荷Q: Q = U×C 或 U = Q/C 这里Q是通过一个火花递送的一个电荷。 在电感电容电路通过火花激励的周期,电容量C是始终不变的。 换言之,如果电感电容电路被电荷激励,我们将得到能量放大。 评论:你要理解在电磁场中的一个反馈回路是一个在电感电容电路电容器里的变化的电压电平,连接一个高压变压器去收集额外能量。 无同步
火花激励发电机 来自唐•史密斯
维持共振并获得自由能!! 解说:似乎我们需要去给电容器电路充电到大于能源本身的一个能级。看第一眼,这似乎是个不可能的任务,但实际上解决这个问题相当简单。 充电系统是被过了筛的,或用特斯拉先生的术语说是“盲”的,因此它“看”不到电容器里电荷的存在。要实现这一点,电容器的一端被接地,而另一端连接到高能线圈,线圈的第二端则悬空。在连接到这个更高能级的通电线圈之后,来自大地的电荷可以对电容器充电到一个非常高的电平。 在这种情况下,充电系统“看”不到电容器里已经有电荷存在。每个脉冲被处理成好象它是前所未有的第一次脉冲。这样,电容器可以就可以达到一个比其本源更高的能级。 在能量的累积后,它通过放电火花隙对负载放电。此后,这个过程无限期地一次又一次地重复。 评论:激励火花的频率必须匹配输出线圈的谐振频率(电容器2和14就是用于实现这一目的)。这是一个多火花激励。 评论:充电器从大地到电路11 – 15进行抽取,这台装置从周围的空间汲取电荷。由于这样,如果不接地,它就无法适当运行。如果你需要市电频率,或不想要输出火花,那么请阅读下面的部分……。可以使用不对称的变压器(请读下面的部分)。 可能的火花激励发电机配置 (来自俄罗斯论坛) 评论:上面显示的L1特斯拉线圈是通过火花f1给予能量的。谐振的,降压变压器L2通过输出火花f2连接到L1特斯拉线圈。f1的频率大大高于f2。 无同步的火花激励发电机 来自唐•史密斯
解说 备注: 一个普通的电容器作为分离其极板上的电荷的装置。 在普通电容器里的总电荷为零 (阅读教科书)。
只在电容器里有一个电场。电容器外面电场为零(由于场互相抵消)。 至此,连接极板到地我们还不能在这个电路里得到电流流动:
备注:一个分离型电容器作为为极板累积电荷的装置。 总电荷在分离电容器上为零 (阅读教科书)。至此,通过连接分离电容器的一个极板到地,我们将得到一个电流要这个电路里流动(因为有一个外场)。 备注: 如果一个普通电容的只有一个极充电我们得到相同的情形。至此,连接一个普通电容器的未充电极板到地,我们也将得到一个电流在这个电路里流动(由于有一个外场)。
第五章: 脉冲能量激发系统
交变充电电容器极板 阿夫拉缅科插头 - 这是自由能设备吗? 原则:电容器的每个极板作为独立的电容器充电。充电以交变的方式进行,先是这个极板,然后是另一个极板。
结果:电容器被充电到比充电系统的电压更大的电压。 说明:普通充电电容器的外部场等于或接近于零,如上所述。因此,如果充电极板作为一个独立的电容(上载或下载电荷),充电系统将无法“看到”电容器里面已经存在的场,并将对极板充电,好像电容器里面的场不存在。
一旦一个极板充了电,就开始对另一个极板充电。 电容器的第二个极板被充电后,外部场再次为零。充电系统再次“看”不见电容器内部的场,于是这个过程再次重复数次,提升电压直至火花隙连接输出负载放电。 备注:您会记得,一个普通的电容器是一个电荷分离设备。电容充电过程中会导致电子从一个极板被“泵浦”到另一个极板。在此之后,在一个极板上有过剩电子,而另一个极板则不足,于是在它们之间就产生了一个电位差(参见教科书)。电容器内的电荷总量不变。因此,充电系统的任务是临时性地把电荷从一个极板移到另一个极板。
最简单的自由能装置(!!!) 备注:普通电容器的电容量比一个分离极板型电容器原电容量大得多(如果其极板彼此贴近)。
评论:S1和S2之间的时间极短。
备注:这是一个在协调系统中的能源依赖性的实例。. 这是一个所谓零点能的实例。
不对称电容器 (电流放大???)
评论:右边极板的电容量(大小)比左边的极板大得多。 评论:大地的电荷会源源不断地到右手边的极板,直至由第二个火花(“S2”)导致外场跌落至零那一刻。在第二个火花的瞬间,它从大地携带更多的电荷流去湮灭外场,因为右手边的极板的电容量要大得多。“更多的电荷”意味着“更大的电流”,因此你通过这样的配置实现了电流的放大。 评论:在两个火花发生后,右边极板的终端的场不为零,这是因为额外电荷从大地流入(“泵浦”)而导致场的残余。 最简单的非对称电容器 最简单的非对称电容器是莱顿瓶和同轴电缆 (也由特斯拉先生发明)。
除了这些电容器的极板面积(电容量)不同,由此它们是不对称的之外,它们还有另一个属性: 这些设备的外部电极的静电场不会影响内部电极。
说明:事实上这是金属物体内静电场的缺失引起的(参见教科书)。 备注:极板事实上可以分别充电。 电容器 - 三接头
备注:哈罗德•阿斯普登博士(Dr. Harold Aspden)用此设备指出了能量放大的可能性。 电容器 - 三极管中的电流放大原理 解释:你必须要在小的圆桶内(在输入极上)获得零电势。这样,圆桶外面的电荷将多于内部。电荷越多意味着电流越大,因此你就有了电流放大。 更详细地: 以半径“R”围绕着任何圆柱体的电势是:
这个圆柱体内部的电势是相同的,因为: 如果你要在两个圆桶内获得零电势(在输入极),你就必须提供更多的异号电荷给外部的那一个,与这个圆柱体的半径成正比。半径越大,电荷越多。 操作顺序: 1. 用你的电源给输入极充电。 2. 如果小圆桶通过二极管用正确的极性接地,它将自动充电。 3. 输入极放电至零电位(如通过火花隙)。结果是其上的电势为零。 4. 如果外部的圆桶通过二极管用正确的极性接地,它将自动以异号充电。但从大地“泵浦”的电荷将多于小圆桶(与其半径范围的半径成正比)。 5. 结果是有了电流放大。 评论:爱德华•格雷在他的设备上就用了这个原理吗? 评论:如果这样,那么格雷的专利缺失了某些非常重要的细节(???) 第五章: 脉冲能量激发系统 在火花激励发电机中的“盲”充电系统的原理 解说:因为从“长”线圈通过“短”线圈的总磁力线接近于零(一半在一个方向,而另一半在相反方向),一个“短”的线圈不能看到“长”线圈里的振荡。 评论:对这种不对称变压器的个人情况,要得到更多的详细信息,请阅读关于专门的不对称变压器部分。 关于火花激励发电机的评论: 所有反电动势电路原理图均可用于火花激励发电机
评论: 除非任何这一类的电路有一个接地连接,否则负载中将不会有电流产生。仅仅用一个单一的火花就有可能激励吗(???) 为使在火花激励发电机中有更多的不对称? 为在火花激励发电机中的一个激励? 来自唐•史密斯
评论:这样的配置在激励后变得更多的不对称。
解说 对称被火花摧毁 如果由单一的发电机F1生成的频率上Ra和Rc的阻抗相同,那么导致电压在点A和点B上同样是同一的,这就意味着输出为零。
如果电路的激励是通过一个火花产生的极尖锐的、仅有正电的直流电压尖峰,那么Ra和Rc的电抗将会不同,于是则有非零输出。 这里有一个可能的选择。请注意必须调整输出线圈的位置,其最佳定位基于电阻器Rc的值和由单一发电机F1产生的频率。
这里是另一个可能的配置。这里,输出线圈的定位基于L1和L2:
列线图 列线图应用:从你选择的30千赫兹频率(紫色)起画一直线,穿过你所选择的100毫微法电容器值,并把线延伸至感应系数线(蓝色)上,如上示。 你现在可以从红线上读出电抗,我看到的好象是51欧姆。这意味着当电路运行在30千赫兹频率时,则电流流经你的100 nF电容器将与流经一个51欧姆电阻一样。 读出蓝色的“感应系数”线,即在那个频率上同样的电流流动会以一个有着0.28毫亨的感应系数的线圈出现。 第五章: 脉冲能量激发系统 火花激励发电机的现代选项 共振线圈中的反电动势抑制 版本 3 唐•史密斯制作 评论:请注意这里用了一条长线和一个火花的激励,而附加的电容器用于产生非对称性(???) 版本??? 唐•史密斯制 能量增殖的多线圈系统 版本??? 塔里埃尔•卡帕纳泽制 无描述,所以请阅读下面部分…… 卡帕纳泽过程 该过程只需要4个步骤:
步骤 1 一个电感电容(线圈-电容器)电路被脉冲,并决定其共振频率(也许是通过一个火花隙馈入能量并调节附近的一个线圈以使能量收集最大化)。 步骤 2 火花激励发电机的进程引起电感电容电路中的能级增高。通过火花隙馈给的能量生成了一个非常陡峭的方波信号,其中包含着每一个频率。电感电容电路自动谐振在自己的频率上,就象一个铃铛在敲击时总是产生相同的音乐频率,不管你用什么方式去敲击它。
步骤 3 电感电容电路的输出波形于是操纵去提供了一个振荡在本地市电电源频率上的输出(典型地50赫兹或60赫兹)。
步骤 4 最终,通过滤波后振荡平滑化,以提供一个市电频率的输出功率。
评论:所有过程在卡帕纳泽的专利中已经做了陈述。因此这里不再有陈述或机密情报提供。卡帕纳泽的过程是该火花激励发电机的过程。 评论:依我看,唐史密斯和卡帕纳泽的设计差别在于输出电路里的变极器或调制器。在市电频率上,在一个强力的变极器里你需要一个巨大的变压器芯。 阅读下面章节以发现更多的秘密…… 现代选项 降低电感电容电路的频率到市电频率(调制)
评论:可以用方波来代替正弦波以改善晶体管的加载。这与塔里埃尔•卡帕纳泽专利的输出部分非常相似。这种方法不需要一个带有巨大芯体的强力变压器去得到50赫兹或60赫兹。 唐•史密斯的选项(帕特里克•凯利的猜测) 评论:没有高频高压降压变压器,但一个降压变压器被用于市电频率,这意味着需要一个巨型芯。 对于两个原理图: 你必须选择负载以使输出功率最大化。极低和极高的负载都将使得负载中无能量(因为输出电路里的电流流动被谐振电路里的电流流动所约束)。 降低频率的图示 塔里埃尔•卡帕纳泽 能量增益 (对1.1和1.2秘密的评论) 我们必须考虑两种选择: 1.反电动势抑制 (1.1) 2.通过一个火花激励 (1.2)
这些选项是不同的
然而,在两种情况下,发生能量的增加是由于电荷泵浦自大地。在特斯拉先生的术语中为——“一个电荷漏斗”,或在现代术语中是“一个电荷泵”。 1. 第一种情况,对于振荡电路的问题是要“创建”一个在周围空间有着高强度电组分的电磁场。(理想情况下,只需要对高压电容器充分充电一次既可。此后,如果电路是无损的,那么振荡将无限期地维持下去而无需进一步的输入功率)。 这是一个“诱饵”,以吸引周围空间的电荷。 创建这样的“诱饵”只需很少的能量…… 接着,把“诱饵”移向电路的一侧,这一侧是电荷之源(地)。现在的“诱饵”和电荷之间的分隔是如此之小,于是击穿发生。电路内在的寄生电容将被立即充电,在电路两端产生一个电压差,依次导致寄生振荡。这些振荡中所包含的能量就是我们想要捕获 并应用的能量增益。这种能量为负载提供功率。这非常有用的电磁场包含着我们的剩余能量,它振荡的方向垂直于“诱饵”场的振荡方向,而因为这种非常重要的差异,输出功率振荡不会摧毁它。这一重要因素的产生是因为线圈是用相反的两半绕制的。寄生振荡逐渐消失,传递所有的能量到负载。 这种能量增益重复再三,火花接着火花。火花产生越频繁,剩余功率输出越高。既是,火花频率越高(由跨火花隙的更高的电压引起),功率输出越高,并使过程的效率越高。几乎不曾需要过任何额外的“诱饵”能量。 2. 第二种情况,我们必须把电容器电路充电到高于能量本身来源的一个能级。乍一看,这似乎是不可能的任务,但问题的解决是相当容易的。 充电系统是被遮蔽的,或用特斯拉先生的术语来说是“盲目”的,以至它不能“看”到电容器里电荷的存在。要实现这一点,电容器的一端接地而另一端连接到高能线圈,线圈的另一端悬空。在连接到更高能级的通电线圈后,来自大地的电荷可以对电容器充电到一个非常高的电平。 这种情况下,充电系统“看”不到电荷已经在电容器里。每个脉冲被处理成好象是首次生成的脉冲。这样,电容器可以达到一个比其自身源更高的能级。 在能量的积累后,它会通过放电火花隙放电。之后,过程一次又一次地无限期重复…… 这个过程不要求有反电动势的抑制 3. 应该注意到,上述的选项 1 和选项 2 可以结合起来。 第五章: 脉冲能量激发系统 秘密 2 可用开关控制的电感
电感由两个位置互相靠近的线圈组成。它们的连接显示在前面。
施工:当建造这种配置时,会有许多不同的选项,因为有各种风格的芯可用于这种线圈: 1. 空芯 2. 铁磁性棒芯 3. 铁磁体环形芯 4. 变压器风格的铁磁体芯 属性:(用多种芯体进行多次测试) 如果你短接电感器 L1 或 L2 中的一个,总电感 Ls 的值不变。 (这可能在19世纪的时候就已经由特斯拉首次测试过了)。 技术应用: 这种能量的产生是基于不对称的过程: 1. 以电流 I 馈给总电感Ls。 2. 然后短路电感器之一(比如说,L1)。 3. 排干电感器L2的能量进入一个电容器。 4. 排干L2后,随即从L1移去短路,再短路L2,然后排干L1的能量进入一个电容器。 问:由于过程的不对称,有可能获取双倍的能量吗,如果不,那么错在哪里? 答:我们需要开始绕制线圈并做测试。 线圈实际制做实例
一个线圈绕制在一个变压器的具有磁导率1500(并不重要)的铁磁体芯上(尺寸也不重要),它是作为电源变压器而设计的。每半线圈为0.33毫米直径导线(不重要)绕200匝(不重要)。总电感LS约为2 mH (不重要)。
一个线圈绕制在一个具有磁导率1000(并不重要)的环形铁磁体芯上。每半线圈为0.33毫米直径导线(不重要)绕200匝(不重要)。总电感LS约为4 mH (不重要)。 一个普通的层压铁芯变压器设计用于50-60 Hz电源(大小不重要),按每半线圈绕制。总电感LS约为100 mH (不重要)。 测试目的 测试是要确定线圈的属性,然后测量出线圈L2短路和非短路的LS 电感,然后比较结果。 评论:所有的测试只需用环形线圈就可完成,因为其它线圈已经显示出具有相同的属性。你可以重复这些测试并且自行确认。 选项 1 这些简单的电感测量可以用普通的电阻电感电容表进行测量,就象下面所示的一样: 进行测量: 非短路线圈的总线圈电感LS测量的数字被记录下来。然后短路L2线圈并再次测量电感LS,并记录结果。然后比较两次测量的结果。 结果:电感LS无变化(精度约为百分之一)。 选项 2 用了一个特殊的设置,其组成有一台模拟示波器,一台数字伏特计和一台信号发生器,用以测量L2短路和非短路时在电感LS上的电压。 测量后,对所有的数据进行比较。 设置原理图: 测量顺序 使用示波器测量电阻上的电压,而用伏特计测量电感器上的电压。在短路L2之前和之后都取出读数。 结果:电压依旧无变化(精度约为百分之一)。 附加测量 在做上述测量前,测量跨L1和L2的电压。两个半边上的电压是在总电感器LS 上的电压的一半。 评论:选用了大约10千赫的频率是因为线圈在这个频率上没有寄生谐振或在一个低频上。用一个有着E形铁磁体变压器芯的线圈重复做所有的测量。全部结果都一样。 选项 3 电容器再充 目的是要去匹配电容器上的电压,在通过与一个电感器的交互作用再充电之前和之后。电感器可以通过开关连接到电路。 实验条件 一个电容器由电池充电,并通过第一个二极管连接到电感器(包括对振荡保护)。在反馈的那一刻,电感器的一半被第二个二极管(由于它的极性)旁路,而电感必须保持不变。如果再充电后的电容器,电容器的电压是相同的(但具有反极性),然后将有电产生(因为一半的能源保留在电感器的被旁路的一半中)。 理论上,这是不可能的,为此一个普通的电感器由两个线圈组成来执行此操作。 结果: 结果证实了预测 —— 剩下的能量多于电容器给线圈的能量(20%的精度)。 测试元件:电容器:47纳法拉;电感器:Ls约为2mH;肖特基二极管:BAT42;所用电压:12 V。 对选项 3的验证结果 对这些结果的验证以及进一步提高精度,所有测量都用替换元件再做重复测试。 测试元件:电容器 :1.5纳法拉;总电感:1.6mH;锗二极管(俄罗斯)D311;充电电压:5V。 结果:确认了此前的测量(a)如下示: (a) (b) 再充电的精度改善了百分之十。而且,还做了没有第二个二极管的检验测量。 结果是基本上与使用旁路二极管的测量是相同的。失踪的10%的电压可以解释为展宽电容器的电感以及在其中的电阻所造成的损失。 继续测试 旁路二极管被翻转,并再做一次测试。 结果:看来是完全准确的…… 进一步测试 一台示波器被连接到线圈以取代电容器,为了避免第一个二极管的影响,所以观察振荡要基于展宽电容器的电感。
结果:电容器重复充电的精度提高了5%(由于撤除了第一个二极管的影响)。在主电容器被关闭(通过二极管)后,你能看到通过电感器的展宽电容引起的振荡。基于高于主电容器4到6倍的振荡频率,你可以估计展宽电感为16到25倍低于主电容器。 仍然进一步测试 结合两种情况(并且无第一二极管)进行振荡电路旁路和测试:
结果:轮廓 (振荡电路)未被破坏,但被大大分流了。可以通过考虑当两个二极管都在导通的时刻分流电路来做出解释。此外,还显示了下行二极管上的电压(时标被拉伸)。负电压几近最大值。 仍然进一步测试 用分路电流以振荡模式对一个电容器充电。
条件:增加了一个47纳法拉的充电电容器。 结果:无分流电路时对一个电容器充电。其上的终止电压是0.8 V,而电压的升高和降低基于电容器的值。 测试的总体结果(选项 1、2 和 3 ) 在系统中以电磁场反馈的交互作用的对称(如交换电感)似乎被侵犯,而这意味着这项配置可被用来产生能量。 评论:您需要选择负载,以获得最大的功率输出。非常低和非常高的负载都将几乎没有能量发送给负载。
可开关控制电感的图解
解说:有两种电流:主电流和旁路电流。 如果输出电容器放电,主电流和旁路电流运行在一个方向通过相同的输出电容器。 如果输出电容器充电,无旁路电流。 可切换的电感的插图
唐•史密斯
解释:唐•史密斯说,探测器和接收器结合在一起,构建了一个有限元设备。 评论:唐•史密斯做了一个PDF对此进行解释;也许你能在互联网上找到它。 评论:必须选择负载电阻以获得尽可能大的功率。 评论:这个“板子”上不包含输出电路,因为可以用几个火花隙和一个降压变压器代替二极管和电容器(这点在以前提到过,所以请阅读反电动势抑制的描述部分)。 可切换电感的机械(惯性)模拟 塔里埃尔•卡帕纳泽
解释:当一个摆盘停止,另一个则加速。控制机制相继地连接摆盘到输出发电机,因此维持振荡。
第五章: 脉冲能量激发系统
连接额外质量到机械振荡器
解释:机械能可以通过压缩或拉伸而存储在任何弹簧里(1)。它在一个机械振荡器中对应于两个位置(2),势能只在振荡的过程中发生。
解释:如果额外质量周期性地连接到一个机械振荡器的一侧或另一侧,在振荡其间它的移位不会能任何能量损失。
机械能的放大原理 解释:原理是建立在由较小质量和较大质量而组成的一个非对称飞轮(1)上的。这些质量横过旋转中心而平衡,即,与旋转中心的距离和重量是成比例的。这样当它们旋转的时候有助于避免振动(这与平衡一个车轮是同样的原理)。
这种飞轮(1)的惯性矩类似于飞轮(2)和(3)的惯性矩,仅由大的或小的质量构成。然而,从动能的角度看,所有的这些例子,(1)、(2)和(3)都是不同的。这是因为每个质量的动能取决于它移动的方向和速度(如果是在旋转过程中释放)。最大公共动能是在飞轮(3)中,作为飞轮(1)中包含的能量较少,而最小的动能是在飞轮(2)中。为了在能量上得到增长,就需要实现一个基于一个弹簧的机制(用于从动能到势能的能量转换,然后再返回)和一个阿基米德杠杆的(用于改变的力的施加点)。
注: 1. 这里的简图只是用于作说明。 2. 在实际装置中,你可以使用一个放置模式的弹簧(像塔里埃尔•卡帕纳泽那样)。 3. 你可以用圆盘或圆环作为飞轮的质量(像塔里埃尔•卡帕纳泽那样)。 4. 改变一个质量成为另一个质量,实际上是通过以各种方式连接它们来实现的。 注:当一个压缩弹簧的势能转化成运动的质量的动能时,任何不对称的机械振荡器的表现就如上文所述。
弹簧的势能在大质量和小质量之间的分布是不均匀的。小质量相比于其大小来说比大质量获得更多的能量。两者质量的动能的总和等于弹簧的势能。 注:这基于特斯拉的非对称原理图: 飞轮——一种隐藏的能量形式 (关于对机械能放大的说明) 解释:如果你不想做功时失去机械能,那么这个功必须要通过一个像力来完成。这个力在一个惯性坐标系统中是不存在的,但它存在于一个非惯性坐标系统中。在一个旋转的坐标系统中,这个力被称为“离心”力。 注:当这个功完成后,离心力变小,而如果你想继续产生机械功,你必须使用其它的坐标系其离心力可以再次是高的。这是可能的,因为线速度没变。为了再次产生机械能,你必须要提供其它支承点(线带)。 注:如果你想继续这种机械功,那么第一轨末尾也必须是第二轨的开头。你必须周期性地更改坐标系统。 注:在实际情况中,你必须补偿因摩擦而造成的能量损失,因此一部分剩余能必须用于维持进程。 第五章: 脉冲能量激发系统 可切换电感的图示 阿尔弗雷德•哈伯德 解释:中心线圈和所有外围线圈可以“捕获”来自共振线圈的同一通量。其它所有细节均与史密斯的版本相同。 评论:换言之,你可以用磁作为线圈芯,而不是一个封闭的铁磁芯。但是,这不是哈伯德装置的唯一选项。他可能有过另一种,基于不同的原理,也许是前述的在LC电路中的能量放大的原理,但又使用了可切换电感电路。 现代选项? 可切换电感 版本 1 当一个线圈的一部分被短路时,会有更多的电感: 解说: 线圈的中间部分与其两端部分以相反方向绕制。 评论:当它的两端部分短路时(用中国做的电阻电感电容计测量),上图所示线圈有着双倍的电感: 版本 2 唐•史密斯制 但这看来象是在一个不对称变压器中的谐振????? 版本 3 塔里埃尔•卡帕纳泽制 无描述……??? 继续读进一步的详细资料…… 可开关控制电感的基础 (特斯拉专利)
第五章: 脉冲能量激发系统
秘密 3 不对称变压器 具有磁场反馈回路(第二个秘密的改进) 在一台不对称变压器中是违反楞次定律的 (因此不可能作为一台普通变压器使用) 一个不对称变压器可以有两个线圈:L2和LS。线圈L2绕在环形芯的一边,而LS的绕制是要把环形和线圈L2都包起来,如下示:
或者,这种配置可以用样式广泛的变压器芯来实现:
一个选项是使用上面的配置(开关电感器)并添加多一个线圈: 现在,您已了解此系统的运作原理,您可以使用任何你需要的配置。例如:
某些种类的不对称变压器的图解
一台不对称变压器的功当量 这个例子显示了一台普通变压器,绕制在E形芯上,并外加一个外部激励磁体。
换句话说:依然使用 L2,但取代 LS 的是用了一块激励磁体。 结果: 1. 跨线圈L2生成的电压基于L2的匝数,但穿过L2的短路电流并不基于线圈L2的匝数。 2. 你需要选择连接到L2的负载以得到最大化的功率输出。非常低和非常高的负载,都几乎没有功率 输出。
不对称变压器中的谐振 第一个线圈用作能量的转换器,而第二个线圈则作为能量的接收器。
它非常象广播电台,接收器远离发射器,而且没有回馈。第一线圈以并联共振方式工作(尽管两个原理图看起来很象)。 所以:你能在L2上得到比在LS更多的电压。 一个实验
条件: 共振频率约为10 kHz。总电感 LS是 2.2 mH,L2电感(与 L1电感同)是100 mH,LS2 的比率是1:45,带有E形芯,磁导率为 2500。 结果: 在共振频率上,可以有一个电压是50倍高于以所有线圈LS匹配的部分(L1或L2)的,而在R上的电压变化不会超过15%。
LS和L2之间的电压相移约为90°。 (振幅相等) 此外 一个附加的降压线圈 LD 围着 L2,绕制,匝数比 50:1 (与L2匹配),而负载电阻 RL = 100 欧姆,并与它连接。 结果 电流消耗的变化(通过跨R的电压测量估计)不会超过15%。 不对称变压器应用的现代选项 唐•史密斯制 原理图如下: 评论:在火花之间,L2 有一个电压在其两端。如果 RL 直接连接到 L2,那么将会没有共振也没有输出电流,没有火花也没有输出电流。
更加准确:
评论:L2 在其两端上无电压(无火花)。这是普通的反电动势抑制,由尼古拉•特斯拉创造。 更有益的 评论:L2 在其两端没有电压(无火花)。 秘密 3.1 基于短路线圈的不对称变压器 介绍 注:短路线圈上的电压分布基于激励线圈的定位。 陈述 情形 1 激励线圈居中: 结果:在短路线圈上我们有了电压分布的完整周期。
不对称变压器的结构 基于短路线圈 情形 1 :短路线圈向一个方向绕制 结果:输出不以任何方式影响输入。 解说:来自输出线圈的信号在输入线圈上产生零电压差。 注:应该调整线圈的定位以得出最佳结果。 情形 2:短路线圈由中间向外向相反方向绕制,而只有一半的线圈是短路的: 结果:输出不以任何方式影响输入。 解说:来自输出线圈的信号在输入线圈上产生零电压差。 注:应该调整输入线圈的定位以得出最佳结果。 注:线圈的定位基于芯的磁导率。磁导率越高意味着在一开始时的分布点越相似。 最佳定位:要找出线圈的最佳位置,把信号发生器连接到输出,然后找出线圈所在位置时输入终端显示为零。或者,用电阻电感电容计连接到输入终端,然后找到线圈所在位置是当输出终端短路时读数不发生变化之处。
第五章: 脉冲能量激发系统
短路线圈的现代应用 唐•史密斯制 情形 1
情形 2 注:必须调整线圈的位置直至输出对输入的影响为零。. 牢记:任何用于激励周围空间的(输入)能量都不应该出现在负载。 情形 2 的一个例子 唐•史密斯制 评论;可调节输出线圈与输入线圈谐振,但这对原理的理解并不重要。只用单个火花激励是可能的(非谐振),但火花的频率直接影响输出功率。 评论:唐 •史密斯用的最简单的倍频激励 评论:电路的共振频率约为60-70 kHz,而调光器为30-35 kHz。 为了调节激励频率,使用了电压/频率技术。 您必须调节两个参数:滑块和激励频率的位置。 短路线圈的现代应用 威廉•巴尔巴特(William Barbat)
美国专利申请号 2007/0007844 利用低惯性质量的电子来放大感应能的自维持发电机
情形 1 的一个范例 塔里埃尔•卡帕纳泽制
评论:调整线圈的位置以获得最佳结果。
情形 1的一个范例 史蒂芬•马克制 TPU
备注: 一个理念——一个不对称变压器基于短路线圈。 备注:必须适当调整线圈位置,使得输出到输入没有传输反馈。为了更好地理解这一点,可读一读专门关于可切换电感的部分。 解说: TPU的基础 (特斯拉专利)
情形 2 的一个范例 塔里埃尔•卡帕纳泽制 机械装置 短路线圈的现代应用 谢尔潘诺夫•瓦勒拉制(俄罗斯论坛的“SR193”) 评论: 这样的配置可以在共振(火花激励)模式中用作反电动势抑制来获得一个激光效果(极端激励累加效应)。 评论:这是复制于塔里埃尔•卡帕纳泽的这台设备(???)。
唐•史密斯 评论:特斯拉先生说:“主要和附加线圈的最优解是 3/4L 和 L/4。”这里用了这个比率了吗?
最简单的版本 这里输出对输入的影响为零
第五章: 脉冲能量激发系统
不对称变压器(基于短路线圈)与降压变压器结合?
唐•史密斯的TPU的尺寸和位置的关系很重要。 备注:此关系用于产生一个不对称的变压器。 不对称变压器的机械模拟 情形 2
唐•史密斯制 原理图:
谨记:任何不对称变压器都要调整。 备注:唐•史密斯在线圈内放入磁体,但这对于理解过程并不重要,因为他的装置与原理图并不相配。
不对称在前面连接的一些相关备注 (有用的备注)
在线圈的一个半边增加一些匝,而在另一半减去一些匝。以电感LD 创建了一个额外磁场H3 。
结果:总电感的很大一部分起着电感器的作用,而小部分则起着电容器的作用。 这是众所周知的事实(阅读书籍)。 线圈上的总电压少于它的两个一半。 这里是电容器在线圈上放电的结果: 第五章: 脉冲能量激发系统 秘密 5 尼古拉特斯拉的“红箭”车的能源是 铁磁共振
评论:要了解电磁反馈,你必须考虑其行为就像在一个区域中的群体行为,或者,象自旋波(像一排倒下的多米诺骨牌,每一个都是被前一个推翻的)。 铁磁共振的基础 当一件铁磁材料放到一个磁场中时,它能吸收垂直于磁场的方向的外部电磁辐射,使铁磁在正确的频率上共振。 这是特斯拉先生发明的能量放大变压器 问:自由能源设备中的铁磁棒有什么用? 答:它可以无需强大的外力就改变沿磁场方向的材料的磁化强度 问:铁磁共振频率的范围在数十千兆赫兹,是真的吗? 答:是的,是真的,而铁磁共振的频率基于外部磁场(高场 = 高频)。但用铁磁体则有可能无需施加任何外部磁场就可获得共振,这是所谓的“自然铁磁共振”。在这种情况下,磁场的界定是通过局部样品的磁化的。这里,吸收频率发生在宽波段,由于磁化条件可能变化非常大,所以你必须使用一个很宽的频带去获取铁磁共振。 一个可能获得自由能的过程 1. 把一个铁磁体置于一个短电磁脉冲下,甚至无需外部磁场,会导致自旋进动的捕获(域将具有群体行为,因此铁磁体可以很容易地被磁化)。 2. 铁磁体的磁化可以通过外部磁场。 3. 通过强度较弱的外部磁场引起强烈的样品磁化,其结果是能量的捕获。 评论:对样品的辐照和磁化过程人必须使用同步。 有用的评论:假如线圈的两端被定位在线圈的一侧,铁磁屏蔽不会破坏任何在里面的线圈的电感。 但这个线圈能够磁化铁磁屏蔽。 秘密 5 继续…… 两个在公共轴线上的线圈 (驻波、自旋波、多米诺效应、激光影响、开端式共振腔,等等……) 解说:驻波不仅在特斯拉的“马蹄铁”磁体中,而且在特斯拉的铁磁体变压器中也可以被激励(被火花激励)。
评论:激励可以通过线圈的连接配置成不同的方式。线圈的振荡频率基于其中的匝数(一个在的变化可能是由于这个因素)。 实际线圈 评论:线圈在棒体上的定位取决于所用的是什么样的铁磁体材料,及其大小。要通过实验确定最优化配置。
一个变压器可以有两对线圈:激励(管状),共振或负载(内部) ——参见特斯拉的图片 一台不对称堆栈变压器的环形版本 电感器L2安装在中间环的短路芯之间,而线圈LS(未显示)缠绕着所有三层环,覆盖着整个环形——这是普通的环形线圈。 短路的数量基于你的要求,以及对电流放大的影响。
暂且到此,祝你好运 … 继续…… 总结 1. 能量守恒定律是对称互作用的结果(不是原因)。 2. 摧毁对称互作用的最简单方法是应用电磁场反馈。 3. 非对称的所有系统都在能量守恒定律的覆盖区域之外。 不能违背能量守恒定律 (该定律覆盖的领域仅仅是对称互作用) 本文档中没有包含私人的或国家的秘密 本文档中没有现成的原理图,所有的图表只作为理解涉及原理的辅助手段而提供。
第五章: 脉冲能量激发系统 沃尔特•福特的高功率矿石收音机
1961年版的《电子实验者手册》中,有一个沃尔特•B•福特(Walter Ford)的有趣的高功率矿石收音机电路,能为2.5 英寸的扬声器供电:
他说:这是一台小型矿石收音机,具有足够的功率去驱动一个2.5英寸的喇叭。这个小小单元的选择性之佳远超乎你对一台矿石收音机的预期,而获得的音量相当于你用了一套晶体管。无需外部电源。 这台收音机不寻常的选择性的是由于其特殊的双调谐电路。作为倍压器的一对二极管提供额外能源去运行小喇叭。输出插孔用于耳机和扩音器。 结构:模型建造在一块25英寸×45英寸的木制底架上,并带有35英寸×45英寸的金属前面板。不过,尺寸并非关键,而且必要的话也可以用其它材料。 用了两个标准的铁氧体环棒L1和L2。每一个都要通过增加的次级绕组L1和L4分别修改。每个增加的绕组均由22匝的绕制在一个如图所示的小硬纸管上的24号纱包线组成。(其实从22号到28号的纱包或漆包线都行)。 硬纸管的直径应稍大于L2和L3,以使得L1和L4容易滑过L2和L3。 电阻R1仅用于把设置馈入到放大器,如果是耳机或喇叭运行就应该除去。微调电容应该如图示那样焊接在双联可变电容器C1a/C1b的固定片端点上。喇叭和输出变压器可以哪里合适就装哪里。 如果使用金属底板,那么就要保证天线和地线的插孔与板绝缘。当所有零件安装在底板上后,依据原理图和实物图把它们固定到一起。确认二极管D1和D2以及电容器C3和C4正确连接,注意它们的极性。 尽管这很有趣,似乎所有重要因素都已经包含在图中了,这里他说唯一重要的事情是本质上的:两套线圈要互相垂直。
定位和操作。定位收音机,把它连接到天线和地线。天线的最佳长度因其所在地理位置的不同而不同,但通常50英尺较适合那些所在区域能够收到几个广播电台的地方。接着,把一个高阻抗耳机插入插孔J1。调台调到接近广播波段的高频尾端——即,1500 kHz ——然后调节可变电容器C1a/C1b上的微调电容器来获得最响亮的声音信号。 这时应该调节微调电容器C2以得到整个广播波段的最佳选择性和音量。最后,通过前后滑动线圈线圈L2和L3上的线圈L1和L2来获得最佳定位。如果一个附近的台干扰一个较弱的台的接收,调整L2的芯子使干扰最小。对于扬声器的操作,只需径直拔下耳机。应当可以收到当地大电台的中等音量。 如何工作:收音机用了一个双谐调电路来伺给一个晶体二极管倍压器/检测器,以驱动一个小型喇叭。通过天线系统从线圈L1感应到线圈L2来拾取无线电频率信号。通过谐调电路C1a/L2选择所需信号,并通过电容C2耦合到第二个调谐电路C1b/L3,通过窄化无线电频率带通改善所需信号的选择性。双谐调信号于是从线圈L3感应到线圈L4。 跨L4出现的无线电频率信号的正半波通过1N34A锗二极管D2给电容C4充电。信号的负半波通过二极管D1给电容C3充电。C3和C4上充电的反向性使得有效电压倍增。这个电压出现在输出变压器T1的初级,转换高阻抗信号成低阻抗输出以适合扬声器。 而这对矿石收音机来说,看起来是一个非常好的设计,所坚持的事实是线圈对必须安装成互成直角,与上述的弗拉基米尔•乌特金的工作形成有趣的比较,乌特金指出,如果高频激发场与输出线圈成直角,那么就会有一个自由能的能流从本地环境流入电路。也许这台矿石收音机从环境能量的流入中获得了额外能来驱动它的扬声器。
第五章: 脉冲能量激发系统 蒋振宁自供电“FLEET”发电机
“FLEET” (Forever Lead-out Existing Energy Transformer——源源不断导出存在能量转换器) 装置是一台无移动件、且可以廉价制做的自供电发电机.它是由香港的一个团队开发出来的:蒋振宁先生(Mr Lawrence Tseung),丁炜文博士(Dr. Raymond Ting,音译),袁永仪小姐(Miss Forever Yuen,猜译),唐保支先生(Mr Miller Tong)和钟宜正先生(Mr Chung Yi Ching,音译)。这是数年来思考、研究和测试的结果,而现在已达到测试和演示成熟的阶段,几近准备商业化生产。 蒋先生已把他的“导出”理论应用于谓之“焦耳小偷”(Joule Thief)一类的低功率电路中。这类电路源于1999年11月版的《日常实用电子》(Everyday Practical Electronics)杂志的“创意无限”(Ingenuity Unlimited)栏目中的一篇卡帕里克先生(Z. Kaparnik)的文章。 最初的电路允许从任何普通的干电池取出最后的一点能量,并用于点亮一个白色发光二极管(“LED”),作为一个小电筒使用。它允许被当作是一个完全放电的电池去驱动电路,直到电池电压下降至0.35伏特。最初的电路采用了绕制在铁氧体环或“环形”上的双线并绕线圈。双线并绕的意思是线圈是用两股独立的线并列绕制在线圈上,使得每个相邻的匝又是另一个线圈的一部分。该类型的线圈有着不寻常的磁性。焦耳小偷电路如下:
请务必注意如何缠绕线圈及其连接方式。所谓“环形”是因为它是绕在一个环上的。这个环用铁氧体是因为这种材料可以在高频率下和电路开关每秒约50,000次(50千赫)的导通和断开下工作。请注意虽然导线是并列绕制,红线的起始端是连接到绿线的尾端的。这样的连接就是所谓“双线并绕”线圈,而不是简单的两股线的线圈。 这种“焦耳小偷”电路随后由比尔•谢尔曼(Bill Sherman)修改并用于给第二块电池充电和点亮发光二极管。这只需添加多一个二极管就可实现。二极管用的1N4005型的,因为这个正好手头上有,但比尔建议用一个极快速作用的肖特基型二极管能使电路工作更佳,也许用1N5819G型的。 比尔做的电路是:
当用一个1.5的单电池驱动时,该电路产生约50伏特无负载电压,而当输出短路时则可以提供9.3毫安的电流。这意味着你可以用一个1.5伏的电池给一个6伏的电池充电。 www.overunity.com的焦耳小偷论坛的“小器件商场”使电路更进一步,发现一个很有趣的情况。他改进了这个电路并用了一个“batt-cap”,这是一种非常高容量,非常低损耗的电容。这里是电路:
他给他的一英寸(25毫米)直径的铁氧体磁环增加一个附加绕组,而且他还用它来为1瓦的LED提供电能。他为什么这样做,我尚不清楚,除了可能是因为它显示出电路正在工作。他用一个小的可充电电池运行电路驱动,十四小时的时间周期伺入电路13毫安电流。在那个时间末尾,batt-cap已经收集了足够的能量,在一或两分钟内对驱动电池充分再充电,然后提供电能给一台镍铬合金丝绕制的电热器(作为用市电供电的辐射式加热器)约四分半钟。或者,这个量的额外能源可以烧开一壶水。真正有趣的事是驱动电池得以时刻充电,因此电路是自维持的,虽然这不是一个强大的电路。 不过,吉娜(Jeanna)对此电路做了引人注目的开发,如她在她的一系列视频中所显示的那样:
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