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电磁能量放大现象(2013-08-24 11:11:20)转载电磁能量放大现象周治平（新宇时空能源科技有限公司，中国长沙410000）摘要：本文指出了现实中磁能增值放大的一些事实，结合经典电磁理论推算证明了“电磁能量放大现象”是确实存在也始终存在，其存在的原因是由于磁性介质产生附加磁能引起的，并运用笔者首先发现的能质转换原理和自发吸收原理，证明了附加磁能来源于时空能量，可采用“非平衡作用技术”提取出来发电。关键词：时空能量；电磁能量放大现象；能质转换原理；自发吸收原理当代能源物理科学的前沿研究，已经发现了在环境之中存在有各种各样的能源，除了传统的能源外还存在有暗能量、真空能、零点能和微波背景电磁能，这些能源都是安全稳定的、无碳绿色环保的、不受境气候制约的、取之不尽用之不竭的可再生能源，这为人们继续研究提取可再生能源开拓了新的思路。1、电磁理论新发现经典电磁学理论指出，磁化铁磁体1时能产生与外加磁场同方向的，且非常大的同向附加磁能2 （以后简称：附加磁能），笔者认为这就是“电磁能量放大现象”。1.1 电磁能量放大现象的事实多年前笔者就发现这样的事实：港口常用的永磁起重机，在移动钢材的过程中，钢材被磁化带走剩余磁能1,2，而在多年的使用时间里，永久磁铁的磁性没有减弱。同样，永磁发电机在工作的过程中也存在这样的事实：铁心被周期性磁化带走剩余磁能，而在二十来年的使用时间里，永久磁铁的磁性没有减弱。这些事实充分说明，钢铁被永久磁铁磁化后磁能增加，获得附加磁能，产生了“电磁能量放大现象”，才能够提供带走的剩余磁能。那么，钢铁被永久磁铁磁化，获得的附加磁能是从哪里来的呢？我们又如何才能够加以利用呢？1.2 电磁能量放大现象的论证在经典电磁学理论中严格推导得到的磁能3,4是Wm= 12 Bm HmV ，其中：磁能Wm 单位J （焦耳），磁感应强度的最大值Bm 单位T （特斯拉），磁场强度的最大值Hm 单位A/m（安培/米），磁芯的体积V 单位m3（立方米）。相关量：电流强度I 单位A（安培），电阻R 单位（欧姆）,视在功率Ps 单位VA（伏安），有功功率P 单位W（瓦特），无功功率Px 单位var（乏），频率f 单位n/s（周/秒），周期T 单位s（秒），电能Wp 单位kwh（千瓦时），磁导率 单位h/m（亨利/米）。因为磁能Wm = 12 Bm HmV = 12 Hm2V = SN 2 Im22而单相正弦电流的有效值I = Im2故其串联电路的视在功率Ps = Im22R2 + (2fL - 12fC)2所以Wm= SN 2 PsR2 + (2fL - 12fC)2 （1）（1） 式中的 为磁心的磁导率， S 为磁心的横截面积， N 为线圈的匝数， 为磁心的长度，Ps 为输入的视在功率，R 为线圈的电阻, L 为线圈的电感， C 为串联的电容， f 为电源的频率。从推导中可以看出，磁能本来是与电压没有关系的，而只与电流的平方成正比。也就是说，如果我们要产生磁能，是只需输入电流而不需输入电压的，因而没有电能的输入也能产生磁能。然而在实际中，因为有了电阻和感抗及负载的反作用，也就产生了电压，所以需要同时输入电流和电压（或者说需要输入电能），才能得到磁能。下面我们来分析（1）式，看看是否有方法尽量降低输入电压，以最小的输入电能，来获取最大的磁能。当串联电容，使其形成串联谐振时，（1）式中： R2 + (2fL - 12fC)2 = R则： Ps= P2 + Px2 = P则磁能：Wm= SN 2 PR= SN 2RT PT= SN 2 fR Wp单位核对： 1(J ) = 1(WS) = 13.6 106 (kwh)所以：Wm(kwh) (或J ）= SN 2 fR Wp (kwh)（或J ） （2）（2）式说明，如果没有负载的反作用，只要串联电容形成串联谐振, 就能消除自感电势，这样我们才会发现电感中的磁介质产生了巨大的附加磁能，才会发现巨大的“ 电磁能量放大现象”，即产生的磁能Wm 始终都比输入的电能Wp放大SN 2 fR倍。1.3 电磁能量放大现象的计算（1） 论证的举例计算取武钢35WW250 硅钢片做环形铁心，铁心横截面积： S = 3 3 = 9m2， 铁心中心周长： = (3 + 0.5) 3.14 = 11m ；取0.8 、35/km 的漆包线绕制线圈；输入单相正弦交流电50Hz1A ，且形成串联谐振。查武钢35WW250 硅钢片磁化曲线6，得：Hm = 104 A/m 时Bm= 2.0T磁导率 = 0.2 10-3 h/m则：线圈匝数：N = Hm Im= 104 111 2= 77794 匝。所以：线圈电阻R = 3 4 77794 35 10-3 1.2 =39208故：Wm = SN 2 fR Wp= 0.2 10-3 9 777942 5039208 11 Wp= 1263Wp从计算可知，当输入50HZ1A单相正弦交流电一个周期，且形成串联谐振时，就可以得到比输入有功电能Wp 大1263 倍的磁能Wm ，且频率越高倍数越大；当频率达到500HZ时，得到的磁能Wm 比输入有功电能Wp 大12630 倍。（2）事实的举例计算美国电机工程师C.P.施泰因梅茨曾找到表示磁滞损耗的经验公2Wm = Bm (J/m3 周) 。按照此式，每单位体积每周的磁滞损耗Wm 与磁感应强度的最大值Bm 有关。式中 为施泰因梅茨系数。施泰因梅茨得到了许多种材料的系数 约在1.5 至2.5 之间。在永磁发电机的铁心中，都有由永久磁铁提供的永磁能，都会在铁心中产生剩余磁能。由于永磁能的强度和方向呈周期性的变化，因而每次的磁化，都需要抵消上一次反方向的剩余磁能，才能进入新一轮的磁化。这些被抵消的剩余磁能都将转化成为热能散发出去，从而形成铁心的磁滞损耗。磁滞损耗不同于涡流损耗2,4,5。磁滞损耗需要消耗永久磁铁提供的永磁能来为铁心磁化而产生剩余磁能，然后再由原动机提供能量来抵消该剩余磁能，并将其转化成为热能散发出去，传统电机学一般只计算原动机用来抵消剩余磁能的能量当作磁滞损耗，不需要考虑永久磁铁在为铁心提供了剩余磁能之后，自身的磁能为何不变的原因是产生了附加磁能。涡流损耗是感生电流在铁心的电阻回路中引起的发热损耗，它不需要消耗永久磁铁为铁心提供的永磁能，只消耗原动机提供的能量，永久磁铁为铁心提供的永磁能，在此只起到能量交换的媒介作用。传统永磁电机中的永久磁铁在磁化35WW250 硅钢片铁心、磁感应强度最大值Bm为2T 时，查武钢此硅钢片磁化曲线6，得剩余磁感应强度Br 为0.4T 、矫顽力bHc为20A/m 、硅钢片比重为7600kg/m3 。根据此磁化曲线可计算得到最大剩余磁能积：(BH )max = (Br/2) (bHc/2)= (0.4/2) (20/2)= 2(J/m3)每个周期每公斤铁心带走的剩余磁能：Wmkg = 2(次/周) 2(J/m3)/7600(kg/m3)= 5.26 10-4 (J/kg周)根据C.P.施泰因梅茨的磁滞损耗经验公式可计算得到，每个周期每公斤铁心带走的剩余磁能：Wmkg = Bm /7600(kg/m3)= 2 2/7600=5.26 10-4 (J/kg周)两者计算的结果完全一致。以2 极1KW每分钟3000 转（频率为50 周/秒） 的永磁电机为例，其中永久磁铁的总磁能一般为50J ，硅钢片铁心的总重量一般为5kg 。那么该铁心每秒钟带走的剩余磁能：Wms = 5.26 10-4 (J/kg周) 50(周/秒) 5(kg)= 0.1315(J/秒)永久磁铁每天工作15 个小时，连续工作20年可以保持总磁能基本不变（现在的稀土永久磁铁连续工作50 年可以保持磁能基本不变）。那么，该铁心工作20 年带走的剩余磁能：Wm = 0.1315(J/秒) 3600(秒/时) 15(时/天)365(天/年) 20(年) 2 106 J，即该铁心工作20 年带走的剩余磁能有2 106 J ，是永久磁铁总磁能50J 的4 万倍，而永久磁铁工作20年后仍能保持总磁能50J 基本不变。1.4 能否人为显现电磁能量放大现象回答是可以做到的。例如：将常温超导应用到这里就消除了电阻产生的电压，采用串联谐振就消除了自感电势，再采用非平衡作用技术7就消除了负载的反电势；那么，总的来说就不会产生输入电压，因此也就没有了电能的输入，但却产生了强大的输入电流，因而产生了强大的磁能。这就人为显现了无穷大的“电磁能量放大现象”。如果我们选取电阻小到一定程度的导体作为载流体，就只能产生很小的电压，而采用串联谐振消除了自感电势，再采用非平衡作用技术7消除了负载的反电势；那么，总的来说只产生了很小的输入电压，因此也就只有很小的电能输入，但却产生了强大的输入电流，因而产生了强大的磁能，正如（2）式所示。这就人为显现了有限倍数的“电磁能量放大现象”。2 电磁能量放大现象的机制2.1 附加磁能的来源由能质转换原理和自发吸收原理8,9可知：如果原子的内旋转速度受激减小，则原子的能级也将受激减小，故原子的能量及质量也将受激减小，而由其构成的物体的能量及质量也将受激减小，这受激减小的能量及质量就是受激释放的附加磁能。此后，因为反抗与平衡的需要，原子必将自发恢复原来的能级，如果不能收回自己受激释放的附加磁能，则原子必将自发吸收时空能量，使其内旋转速度自发增大，直到自发恢复原来的能级，既自发恢复原来的能量及质量，而由其构成的物体的能量及质量也将自发增大直到复原，这自发增大的能量及质量就是自发吸收时空能量转换得到的附加磁能。因此，附加磁能来源于时空能量。2.2 提取时空能量的原理笔者依据能质转换原理和自发吸收原理推导出：两块永久磁铁，当两者自发相吸增磁时，其能量及质量的和将增大10,11，并表现为附加磁能；当两者相斥去磁时，其能量及质量的和将减小10,11，并释放附加磁能。被自发相吸增磁的铁磁体，其能量及质量将增大12，并表现为附加磁能；被受激去磁的铁磁体，其能量及质量将减小12，并释放附加磁能。铁磁体中的磁畴1,5是由原子组成的，其铁磁现象的本质，是原子中电子和质子旋转运动形成的安培电流2,3,4。电子和质子旋转速度越快，则安培电流越大、磁场越强。反之，电子和质子旋转速度越慢，则安培电流越小、磁场越弱。铁磁体中的磁畴，是可以自由转动的小磁针，当铁磁体被磁化增磁时，这些小磁针都将自发转向激发磁场的方向排列，由能质转换原理和自发吸收原理及附加磁能的来源可知，其各个叠加增强的磁场，将使原子内部电子和质子由转速低的激发态低能级向转速高的基态高能级变迁，并自发吸收时空能量转换成为附加磁能，从而产生了“电磁能量放大现象”；由于原子内电子和质子转速的提高，必然伴随着原子能量及质量的增大，从而使其合成的铁磁体的能量及质量也增大。当铁磁体受激去磁时，这些小磁针都将受激恢复原来混乱的排列，由能质转换原理和自发吸收原理及附加磁能的来源可知，其各个叠加减弱的磁场，将使原子内部电子和质子由转速高的基态高能级向转速低的激发态低能级变迁，并释放附加磁能转换成为时空能量；由于原子内电子和质子转速的降低，必然伴随着原子能量及质量的减小，从而使其合成的铁磁体的能量及质量也减小。因此：从增磁自发吸收时空能量转换成为附加磁能铁磁体的能量及质量增大；到去磁_铁磁体的能量及质量减小受激释放附加磁能转换成为时空能量，完成了一次磁能或质量自发再生循环，这种可使磁能或质量自发再生循环的技术，就是笔者首创的“能质自发再生循环技术”。使该“能质自发再生循环技术”周而复使地连续进行，并配合笔者首创的“非平衡作用技术7”就可以将附加磁能转换成为电能，实现连续提取“时空能量”发电的目标。3 总结基于铁磁体被磁化产生磁能增值，形成附加磁能的事实，结合经典电磁理论，运用笔者首先发现的能质转换原理和自发吸收原理，可以证明“电磁能量放大现象”是确实存在的，也是始终存在的。其产生的原因是磁性介质形成附加磁能引起的，其附加磁能来源于时空能量，可采用“非平衡作用技术”提取出来发电。长期以来“电磁能量放大现象”之所以没能被发现，是由于楞次定律“平衡作用”的掩盖所导至的。铁磁体磁化和去磁的质量称量试验10,11,12，也证实了质量是会发生相应变化的，也经过了许多学者和科研院校重复验证了的。因此，本论以事实为基础，从电磁理论和电磁实践上得到了强有力的支持。参考文献1 北京大学物理系.铁磁学.北京:科学出版社,1976.2 陈鹏万.大学物理学手册.济南:山东科学技术出版社,1985.3 程守洙,江之永.普通物理学第二册.北京:人民教育出版社,1978.4 朱久运,贾兆平.电磁学专题讲座.长沙:湖南教育出版社,1983.5 郭贻诚.铁磁学.北京:高等教育出版社,1965.6 武汉钢铁公司.35WW250 硅钢片磁化曲线.企业标准:Q/WG(GG)05-2002.7 周治平,周佩娟.一种磁能自发再生式发电机设计及测试分析.中国电机工程学报,2011.第31 卷.8 周治平.时空论.前沿科学,2011.4,第6 卷,总第20 期.9 周治平.自发吸收原理.前沿科学,2012.1,第6 卷,总第21期.10 刘武青.被屏蔽的电磁力影响万有引力效应.科学杂志,1999,第12 期.11 刘武青.被屏蔽的电磁力影响万有引力效应.中国工程科学杂志,2007,第9 卷,第4 期.12 张亚鹏.磁场是一种微观物质吗？.新科技,2000,第4期.推荐语：磁化铁磁体产生附加磁能的现象，是个跨世纪的电磁学不解之谜。解开附加磁能的来源之谜，将是人类认识物质和宇宙的一次重大飞跃，很可能会导致一场新的科技大革命。要解开这个能量来源之“谜”，需要重新认识物质、时空、能量、质量，并找出它们之间的内在联系。周治平所撰写的“电磁能量放大现象”以事实为基础，率先大胆地运用时空论和自发吸收原理讨论了这些问题，虽然所论述的观点还有待进一步的实践验证，但是其观点之新颖、意义之重大、值得推荐给广大读者共同探究。推荐人：彭介华彭介华，（1937-），原湖南大学电气工程系主任、教授、博士生导师，原国家教委专家组成员，原湖南省电子技术研究会理事长，国务院特殊津贴专家。主要从事电磁学、电子学教学与研究，是国家电路与系统学科教学与科学研究的带头人。李氏电磁能倍增转化定律：电流通过纯电感线圈建立的附加磁场不消耗电能，但当该附加磁场骤然消失时，却能够产生电能；无能耗得到的电能即是能量增值部分。即：在特定的电磁感应构造中，电磁能相互转化能量不守恒。中国北京李大贵 2013年提出