CN113299466A - 空心铁芯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空心铁芯，所述空心铁芯的横截面不是实心的，其可以是非实心的任意形状；空心铁芯用于电磁感应技术；在电磁感应技术中，用空心铁芯取代实心铁芯，不改变铁芯的材质和外围尺寸，导线在空心铁芯外表面上缠绕，对比使用实心铁芯，使用空心铁芯可省用材料；目前技术实心铁芯在电磁感应技术中的作用是增大产生感生电场，进而起到增大产生感应电流的作用或者用来加速带电粒子，相对于不使用实心铁芯的情况，使用实心铁芯所产生的感生电场更大；本专利用空心铁芯取代实心铁芯，增大产生感生电场的效果也很好；本专利能降低材料成本和运输成本。

Description

空心铁芯

技术领域

本发明涉及铁芯的研发和应用，涉及电磁感应技术领域。

背景技术

铁芯在电磁感应技术中的作用是增大产生感生电场，相对于不使用铁芯的情况，使用铁芯所产生的感生电场更大；现有电磁感应技术中，一般以法拉第电磁感应定律为理论基础，因此使用铁芯时要考虑磁通量，采用实心铁芯会有更大的磁通量，所以现有技术采用实心铁芯；而本专利以变化电流产生感生电场理论为基础，变化电流产生感生电场理论见《变化电流产生感生电场》[J].科技风，2019(02)：248.及《变化电流产生感生电场之电磁感应规律》[J].科技风，2020(18)：129.该变化电流产生感生电场理论不需要考虑磁通量，本专利结合该理论，发现在电磁感应技术中，铁芯起作用的部分主要在于距离导线近的部分，因此该专利发明了空心铁芯这一铁芯形式，空心铁芯和实心铁芯的效果接近，应用空心铁芯可以节约材料成本和运输成本。

发明内容

本发明提供一种空心铁芯，以解决电磁感应技术中现有技术之铁芯成本大、重量大等问题。

第一方面，本发明提供了一种空心铁芯，包括：

空心铁芯不是实心的，空心铁芯的横截面可以是非实心的任意形状。

空心铁芯用于电磁感应技术。

在电磁感应技术中，用空心铁芯取代实心铁芯，不改变铁芯的材质和外围尺寸，导线在空心铁芯外表面上缠绕——缠绕导线的空心铁芯之横截面是这样的：外层是导线，里面是非实心铁芯，非实心铁芯可以是任意形状；对比使用实心铁芯，使用空心铁芯可省用材料。

进一步，在电磁感应技术中，用空心铁芯取代实心铁芯，空心铁芯也能起到实心铁芯的作用——相对于不使用铁芯的情况，使用铁芯能起到增大产生感应电流的作用：

设有带绝缘层的导线(1)在所述空心铁芯外表面上缠绕，同时有带绝缘层的导线(2)在所述空心铁芯外表面上缠绕后形成闭合回路，当导线(1)中有变化电流时，导线(2)中有感应电流。

设有带绝缘层的导线(1)在所述空心铁芯外表面上缠绕，同时有导线(2)在所述空心铁芯周围形成闭合回路，当导线(1)中有变化电流时，导线(2)中有感应电流。

导线(1)、导线(2)在铁芯外表面上缠绕分别称为初级线圈和次级线圈，本专利对线圈数量不做限制。

进一步，在电磁感应技术中，用空心铁芯取代实心铁芯，空心铁芯也能起到实心铁芯的作用——相对于不使用铁芯的情况，使用铁芯能起到增大产生感生电场的作用：

设在两个相同的空心圆筒铁芯外表面上密绕的导线相同，一个密绕导线的空心铁芯在另一个密绕导线的空心铁芯的正上方，两个空心铁芯间有距离，空心铁芯壁厚均匀；缠绕两个空心铁芯的导线通以这样的电流：若此两个空心铁芯是实心的，给密绕该两个铁芯的导线通电时，两个铁芯相邻的两端如果一个是S极则另一个是N极；当该两个空心铁芯之密绕导线通以变化电流时，相邻的两个铁芯壁间附近的电子可因感生电场而加速，以此可以制作电子感应加速器。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明，显而易见的，下面描述中的附图是本发明的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其它附图。

图1为本发明实施例中空心铁芯的结构示意图；

图2为本发明实施例一中导线缠绕空心铁芯的示意图和与之对比的导线缠绕实心铁芯的示意图。

图3为本发明实施例二中导线缠绕空心铁芯的示意图和与之对比的导线缠绕实心铁芯的示意图，及导线在铁芯周围空间形成闭合回路的示意图。

图4为本发明实施例三中导线缠绕两个空心铁芯演示电子感应加速器原理的示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的详细说明，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它所有实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例一

本发明专利之空心铁芯，包括用于增大产生感应电流的空心铁芯，空心铁芯的横截面可以是非实心的各种形状，在本实施例的图示——图1中，空心铁芯的横截面呈环状。空心铁芯不限定于图1所示直圆筒形，空心铁芯可以如实心铁芯是多种形状。

具体地说，将带有绝缘层的导线(1)在空心铁芯外表面上缠绕，导线(1)连接电源；将带有绝缘层的导线(2)在空心铁芯外表面上缠绕，导线(2)连接用电器或者仪表，导线(2)或者同时连接用电器和仪表；当导线(1)回路中有变化电流时，导线(2)回路中显示有感应电流。

对于实施例一，我做了如下应用实验：如图2所示，空心铁芯截面是一个圆环，圆环外径9.1厘米，内径7厘米，铁芯长4.35厘米，将带有绝缘层的导线(1)在该空心铁芯外表面上密绕3圈，导线(1)连接电源和一个40W的灯泡；将带有绝缘层的导线(2)在空心铁芯外表面上密绕3圈，导线(2)连接万能表；当导线(1)回路接通电源之220伏交流电时，导线(2)连接的万能表显示感应电流为0.023mA；

取一个和空心铁芯一样材质，一样长4.35厘米，直径9.1厘米实心铁芯，导线(1)及导线(2)在实心铁芯上的缠绕与在空心铁芯外表面上的缠绕完全相同，导线(1)在实心铁芯上缠绕后连接电源和40W灯泡与缠绕空心铁芯时形成的回路完全相同，导线(2)在实心铁芯上缠绕后连接万能表与缠绕空心铁芯时形成的回路完全相同，当导线(1)回路接通电源之220伏的交流电时，实验显示，导线(2)连接的万能表显示感应电流也是0.023mA。

实施例二

将带有绝缘层的导线(1)在空心铁芯外表面上缠绕，导线(1)连接电源；将带有绝缘层的导线(2)在空心铁芯左侧或者右侧空间形成闭合回路，导线(2)连接用电器或者仪表，导线(2)或者同时连接用电器和仪表；当导线(1)回路中有变化电流时，导线(2)回路中显示有感应电流。

我做了如下应用实验：如图3所示，空心铁芯截面是一个圆环，圆环外径9.1厘米，内径7厘米，铁芯长4.35厘米，将带有绝缘层的导线(1)在该空心铁芯外表面上密绕5圈，导线(1)连接电源和一个40W的灯泡；将带有绝缘层的导线(2)在空心铁芯右侧木芯上(木芯直径9.1厘米)密绕5圈，导线2连接万能表；两组导线距离3厘米，当导线(1)回路接通电源之220伏交流电时，导线(2)连接的万能表显示感应电流为0.012mA；

比较实心铁芯和空心铁芯：取一个和空心铁芯一样材质，一样长4.35厘米，直径9.1厘米的实心铁芯换下空心铁芯，导线(1)在实心铁芯上的缠绕与在空心铁芯外表面上的缠绕完全相同，导线(1)在实心铁芯上缠绕后连接电源和40W灯泡与缠绕空心铁芯时形成的回路完全相同，导线(2)在实心木芯上的缠绕不变，两组导线相距3厘米，实验显示，当导线(1)回路接通电源之220伏交流电时，导线(2)连接万能表显示的感应电流也是0.012mA。

根据变化电流产生感生电场的理论，感生电场是变化电流产生的，不用考虑磁通量及其变化，铁芯只是起到增大产生感生电场的作用，进而可以增大产生感应电流。

电磁感应中使用实心铁芯是为了增大产生感生电场，本发明之使用空心铁芯也是为了增大产生感生电场，以上两个实施例之应用实验所用实心铁芯重2.263千克，空心铁芯重0.928千克，以上应用实验说明改实心铁芯为空心铁芯对产生感应电流影响不大，应用铁芯增大产生感应电流主要在于距离导线近的铁芯部分。

实施例三

如图4所示，在两个相同的空心圆筒铁芯外表面上密绕的导线相同，空心铁芯外径9.1厘米，内径7厘米，空心铁芯高8厘米，一个密绕导线的铁芯在另一个密绕导线的铁芯的正上方，两个空心铁芯相距0.5厘米，铁芯壁厚均匀；缠绕两个空心铁芯的导线通以这样的电流：若此两个空心铁芯是实心的，给密绕该两个铁芯的导线通电时，两个铁芯相邻的两端如果一个是S极则另一个是N极；当该两个空心铁芯之密绕导线通以变化电流时，相邻的两个铁芯壁间附近的电子-q可因感生电场而加速，以此可以制作电子感应加速器。

上述仅为本发明的普通实施例及所运用的技术原理，并非对本发明的实施例范围进行限定，在不脱离本发明实质精神的前提下所做的任何显而易见的改动和应用，都将构成对本专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (6)

1.一种空心铁芯，其特征在于：所述空心铁芯不是实心的，所述空心铁芯的横截面可以是非实心的任意形状。

2.根据权利要求1所述空心铁芯，其特征在于：所述空心铁芯用于电磁感应技术。

3.根据权利要求1、权利要求2所述空心铁芯，其特征在于：在电磁感应技术中，用空心铁芯取代实心铁芯，不改变铁芯的材质和外围尺寸，导线在空心铁芯外表面上缠绕——缠绕导线的空心铁芯之横截面是这样的：外层是导线，里面是非实心铁芯，非实心铁芯可以是任意形状；对比使用实心铁芯，使用空心铁芯可省用材料。

4.根据权利要求1、权利要求2、权利要求3所述空心铁芯，其特征在于，在电磁感应技术中，用空心铁芯取代实心铁芯，空心铁芯也能起到实心铁芯的作用——相对于不使用铁芯的情况，使用铁芯能起到增大产生感应电流的作用：

设有带绝缘层的导线(1)在所述空心铁芯外表面上缠绕，同时有带绝缘层的导线(2)在所述空心铁芯外表面上缠绕后形成闭合回路，当导线(1)中有变化电流时，导线(2)中有感应电流。

设有带绝缘层的导线(1)在所述空心铁芯外表面上缠绕，同时有导线(2)在所述空心铁芯周围形成闭合回路，当导线(1)中有变化电流时，导线(2)中有感应电流。

5.权利要求4所述导线(1)、导线(2)在铁芯外表面上缠绕分别称为初级线圈和次级线圈，本专利对线圈数量不做限制。

6.根据权利要求1、权利要求2、权利要求3所述空心铁芯，其特征在于，在电磁感应技术中，用空心铁芯取代实心铁芯，空心铁芯也能起到实心铁芯的作用——相对于不使用铁芯的情况，使用铁芯能起到增大产生感生电场的作用：

设在两个相同的空心圆筒铁芯外表面上密绕的导线相同，一个密绕导线的空心铁芯在另一个密绕导线的空心铁芯的正上方，两个空心铁芯间有距离，空心铁芯壁厚均匀；缠绕两个空心铁芯的导线通以这样的电流：若此两个空心铁芯是实心的，给密绕该两个铁芯的导线通电时，两个铁芯相邻的两端如果一个是S极则另一个是N极；当该两个空心铁芯之密绕导线通以变化电流时，相邻的两个铁芯壁间附近的电子可因感生电场而加速，以此可以制作电子感应加速器。

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