Question

请教物理高手！！

因为自己的学识水平不够，所以不知道这种设计理论上能不能成立，想请教一下各位物理高手帮我看看这种设计能否使用闭合电路内产生感应电流？？效率高吗？？谢谢了。

就是这种设计：http://tieba.baidu.com/p/1157721533
如果稍微做下改动，我将改动画了张图（因为不知如何贴图所以只提供了图片的链接地址），不知如图这样改的话是否能提高转换效率？？谢谢了

https://gss0.baidu.com/7LsWdDW5_xN3otqbppnN2DJv/%C3%CE%BD%E9%D6%CA/pic/item/70a88b770808d98a2f73b387.jpg

听到每位物理达人的意见后，十分感谢你们的宝贵建议，小生我再次做了下修改，如下链接图所示，这样改后能较原设计大幅提高转换效率吗？？诚心求教，谢谢了..

https://gss0.baidu.com/7LsWdDW5_xN3otqbppnN2DJv/%C3%CE%BD%E9%D6%CA/pic/item/ff94161558ebbc6d34fa418d.jpg

Answer 1

1.能产生感应电路.
2.效率高低于取决于磁通量、硅钢磁路的导磁率及硅钢片的截面积（面积小涡流损耗小，效率高）
3，关于磁通量：变压器之所以不像你图中之么设计，硅钢（电磁铁）的导磁率要比空气（真空）导磁率高很多，磁场扩散会小很多，也就是漏磁量就会很小，磁能量就会很大，效率就高。
PS：一个误区，所谓的切割磁力线，并不一定是真正的要导线从磁场的一边切到另一边，导线能穿过磁力线的这种说法（高中的课本只讲到切割磁力线）。更理论的定义为：闭环电路中的磁通量变化率（单位时间内变化的量）与产生电流成正比关系。真观的说就是，一个非常小的磁铁以达到一定高的速度飞过一个O型导体的中间，产生的电流可将O型导体烧掉，因为磁通量变化率太高。同样一个非常大的磁铁非常慢（接近零）的速度，穿过这个O型导体，产生的电流微小到可以不计。
4，从你的图中看，你的线圈中的电磁铁（磁路部份）磁通量及磁通量变化率已经不变（通电线圈不变，交流电的频率不变）。那么效率只与漏磁量成反比关系了。如果漏量为零，效率就会很高。如果线圈用的线是电超导体，电磁铁中的硅钢片是磁超导体，次级线圈也是电超导，那么恭喜你，效率达到100%了。
注意：实际中永远做不到100%，更不可能超过。。。否则2012真的来了，想像一下，输入1J 的能量，产生2J的能量输出，那么再用这2J输入，产生4J输出........如此下去产生的能量就只是2012吗？宇宙都烧掉了................................

5.玩火要小心哦...............为了大家着想..................
6,这样做你能做到50%,算是很高水来了.....

追问

你好，看得出你是较专业人士，能否请教下这种设计能否通过某些部位改动下，而提高下转换效率？？谢谢了..

追答

我上面已经说清楚了.把变压器(或类似产品)的闭环磁路的磁导体切断,那么效率只会降低,因为磁导体的磁率基本都是空气的磁导率的数百倍.切断后漏磁大大提高,效率显明显下降.
提高效率从可从下方面的方法入手:
1.提高磁导材料,降低磁阻.比如把铁心的硅钢片换成坡莫合金.
2.改变磁路,感少漏磁,比如方型改为环型.所以有环变压器,但生产工艺要复杂,且无法大型化.
3,改变线圈布局.初\次级越近越好,但不能短路.
4,铁心内部绝缘,降低涡流损耗.在变压器中,铁心内部也会产生电流,这部份电流会对铁心加热,以热量的形式散发出来.铁心的片与片之间绝缘好涡流就小.同样铁片溥涡流也小.损耗就小.效率就高.

PS: 绝对不象你想的那样,把铁心切开让磁场集中在一小块地方,把线圈放在这块高磁场的小地方效率就高................而是恰恰想反.不要切开让磁路更顺畅,效率更高.

追问

首先你的回答真的很高水准；其次我之所以坚持这种另类的设计只不过想做个设计探讨而已（我知道闭合磁路磁阻更小，效率更高..）；假定这样（如你建议）：
A.把铁芯材料换成坡莫合金；
B.把方型铁芯换成环型铁芯（但还是一端开一小口子）；
C.把线圈缠绕得更接近口子，同时不短路；
D.把铁芯内部做绝缘处理（如变压器一样铁芯分为若干芯薄片，薄片间绝缘处理）；

做以上改动后应该可以相应提高转换效率吗？？谢谢高手了..

追答

效率提高是会的。。。但提高多少，就得做大量的计算才能得出了。。。深入到那一步就不是仅仅在白渡这个地方说了就能解决的。。
希望你也不要再追下去了。。。我也只是个半桶水罢了.更深入的理论也不懂的。。

Answer 2

其实并不需要去切割磁感应线，一样能产生感应电流。因为为电磁铁供电的是交变电流，产生的磁场也是不断变化的，在变化的磁场中的闭合线圈里就能产生感应电流。
还有，法拉第电磁感应定律的公式是：E=n*dΦ/dt，其中E是感应电动势，通俗的说就是感应出的电压，n是线圈的扎数，Φ是磁场的磁通量，t是时间。dΦ/dt的意思就是磁通量的变化率，可以理解为磁通量变化的越快，产生的电压越高。
产生的功率W=E^2/R=n^2*(dΦ/dt)^2/R。也就是产生的功率与线圈扎数的平方成正比，与磁通量的变化率成正比与线圈的电阻成反比。
关于磁路、磁阻什么的，现在大学物理专业都不讲了，我实在无能为力了。现在的变压器已经设计的很好了，简单、实用。要改进的话，主要也是从材料方面入手。最后为鼓励一下lz的创新精神。

Answer 3

如果理论联系实际的话，我举个例子你就明白了
这个图可以相于我们用的电焊机
分别是1次绕组和2次绕组
至于他们说的漏磁肯定有的但是比例不大
是不是99.999才是高效率？？
不钻牛角尖！！！！！
我们调节2个线圈之间的距离就改变磁阻也就改变的2次侧的电流大小
这样的回路铜损铁损都是必然存在的
结合实际的话 如果做的好95%以上也是没有问题的

有空的话问问做电焊的师傅 ，
答案你更满意！！！

追问

想请教下兄台，你是否有更好的挺高效率可行性方案建议，如果可以的话能否告诉一下，谢谢了..

Answer 4

您的问题很好，根据你设计的图示，结合法拉第电磁感应定律来判断，铁芯的另一个线圈通入交流电后，能产生周期性的磁场，但是由于副线圈并没完全有插入【不能是一边，而应该将铁芯空隙和副线圈空隙完全正交】，所以只能产生微弱的电流，那效率自然是不高啦。另外你改进的那个方案，也不是很理想。你只需将线圈往里移动一下，让铁芯开口和线圈中心垂直相交。希望对你能有所帮助。

Answer 5

你就根本不该把变压器铁芯切开一段，让一个磁通回路，变成一个不通回路。
这样做会让线圈烧掉的。

Answer 6

1， 可以产生电流。因为仍有交变磁通流过你的闭合电路。
2， 效率不会高（和不切开铁芯相比较）。因为增加了空气间隙，磁路的磁阻增大；流过闭合回路的交变磁通量也减少（因为你把回路的一条导线放在了铁芯间隙之间，闭合回路之外也有“漏磁通”），这些就决定了：此装置效率低下。