TWI541844B - 雙重螺旋導體 - Google Patents

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TWI541844B
TWI541844B TW101106945A TW101106945A TWI541844B TW I541844 B TWI541844 B TW I541844B TW 101106945 A TW101106945 A TW 101106945A TW 101106945 A TW101106945 A TW 101106945A TW I541844 B TWI541844 B TW I541844B
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大衛 施密特
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萊威股份有限公司
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F5/00—Coils
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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Description

雙重螺旋導體 相關申請案
本案要請求2011年3月3日申請之名稱為“具有類似DNA結構的新穎電磁線圈”之No.61/464,449美國臨時專利申請案，及2011年8月19日申請之名稱為“雙螺旋導體”的No.13/213,604美國非臨時專利申請案的優先權。該等申請案係併附於本案的內容中。
發明領域
本發明係有關結構如螺旋捲繞轉條的本體，一或更多的導線可捲繞著轉條，及構製成包含該等本體的電氣裝置及/或系統，及該等本體及/或該等電氣裝置及/或系統的製造。本發明亦有關於此等裝置和系統的操作方法，及其應用等。
發明背景
已知螺捲的電導體可展現某些電磁性質及/或產生特定的電磁場，例如，已知一電磁線圈可作用如一電感器及/或一變壓器的一部份，並已在電路中具有許多已建立的有用之用途。一電磁線圈可被用來發展電磁場，其會在例如當有一主動電流源操作地耦接於該線圈的兩端時被造成。
發明概要
本發明之一態樣係有關一種電氣系統，包含一本體， 及一或更多的導線。該本體可包含二交互纏繞的螺捲轉條。一第一轉條係以支柱耦接於第二轉條。該本體係被設成一環狀。該一或多條導線可繞該本體的至少一轉條螺旋地捲繞。
本揭露之這些及其它的目的、細節和特徵等，以及操作的方法，及結構之相關構件的功能，和零件的組合，及製造的經濟性等，將可在參照所附圖式考量以下說明和申請專利範圍後更為清楚易知，它們全皆形成本說明書的一部份，而在不同圖式中之類似的標號係指對應的部件。但請明確地瞭解，該等圖式係作為供舉例說明之目的，而無意作為任何限制的界定。若“一”，“一個”和“該”等單數形式被用於本說明書和申請專利範圍中時乃包括複數的所述物，除非其內容有清楚地不同表示。
圖式簡單說明
第1圖示出一舉例的本體之一側視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條被支柱耦接。
第2圖示出一舉例的本體之一立體圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條被支柱耦接。
第3圖示出一舉例的本體之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條共用相同的圓形軸線，該二轉條被支柱耦接。
第4圖示出一舉例的本體之一立體圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條共用相同的圓形軸線，該二轉條被支柱耦接。
第5圖示出一舉例的本體之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條共用相同的圓形軸線並具有線導，該二轉條 被支柱耦接。
第6圖示出一舉例的本體之一立體圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條共用相同的圓形軸線並具有線導，該二轉條被支柱耦接。
第7圖示出一舉例的本體之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條共用相同的橢圓軸線，該二轉條被支柱耦接。
第8圖示出一舉例的本體之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條共用相同的圓形軸線，該二轉條被支柱耦接並各有導線螺旋地捲繞。
第9圖示出一舉例的本體之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條共用相同的圓形軸線，該二轉條被支柱耦接並有一導線螺旋地捲繞該本體的二轉條。
較佳實施例之詳細說明
第1圖示出一舉例的本體15之一側視圖，本體15可包含二或更多條交互纏繞的螺捲轉條-轉條16和轉條17。轉條16和轉條17可被支柱18等耦接。本體15包含二端部-端部20和端部21-設在本體15的相反側。轉條16及/或17可被以一3維曲線的形狀排列，類似或實質上如同一螺卷。一螺卷的特徵可為：在沿該曲線任何點處之一切線皆會與一稱為軸線的(固定)線具有一不變的角度。一螺卷的節距可為一360度螺圈(a.k.a.周轉)的寬度，例如，平行於該螺卷的軸線所測得。交互纏繞的螺捲轉條可共用同一軸線，且為全等的，及/或沿該軸線相差一移程，例如所測得之節距的一 半。第1圖中所示之二轉條可共用同一軸線22，其會水平地延伸大約三次完整的周轉。故，該本體15的長度，若由一端20至另端21沿該軸線22測量，可為大約該節距23長度的三倍。一螺旋形狀可具有固定的節距，固定的半徑(在垂直於該軸線的平面中所測得)，固定的扭力，固定的曲率，固定的曲率對扭力比，及/或一直軸線。在第1圖中，該本體15的半徑可為直徑24的一半。顯然該本體15的形狀類似DNA的概括形狀。
一轉條的截面形狀可包括一圓形，一卵形，一方形，一三角形，一矩形，一有角形，一多邊形，及/或其它形狀的一或更多者。一轉條的截面之寬度和高度為實用之故可被限制為最大是該節距的一半。一轉條之截面的形狀及/或尺寸可沿該轉條的長度改變。一轉條的寬度對該螺旋形狀之節距的關係可界定該本體15之一特性測量值/特徵。此關係可沿該本體15的長度，例如由一端20至另端21，皆為固定不變的。在第1圖中，該轉條16和轉條17的截面形狀可為一矩形，其寬係比其高更寬大約3倍。又，轉條16或17的寬度可大約為本體15之該轉條的節距的1/13。因此，該本體15的轉條17會類似一條帶，其具有一內表面25(面對該螺旋形狀的軸線22)，及一外表面26(面對內表面25的反向)。本體15的轉條16類似一條帶，其具有一內表面27(面對該螺旋形狀的軸線22)，及一外表面28(面對內表面27的反向)。請注意本揭露的實施例並無意要被任何提供之例所限制。
耦接該轉條16和轉條17的支柱18等可為實質上筆直 的，彎曲的，一弧形，扭轉的，及/或其它形狀。在第1圖中，支柱18可為實質上筆直的。支柱18等可被排列成實質上垂直於軸線22，及/或實質上平行於其它的支柱18。一支柱18的截面形狀可為一圓形，一卵形，一方形，一三角形，一矩形，一有角形，一多邊形，及/或其它形狀的一或多者。一支柱18的截面形狀及/或尺寸可沿著該支柱的長度改變。在第1圖中，該支柱18的截面形狀可為一圓形。在第1圖中，全部或大部份支柱可實質上具有相同的長度。每一周轉的支柱數目可為不固定的。在第1圖中，本體15在一轉條之每一完整的周轉中大約包含10支柱。如第1圖中所示，各支柱的直徑可小於一轉條的寬度，例如若在轉條17的內表面25與一支柱18銜接點19處測量時。一支柱的直徑可為不固定的。多條相鄰支柱的直徑可為不同的。
轉條16、轉條17及/或支柱18可由塑膠，鍍有包括銅、鎳、鐵、軟鐵、鎳合金及/或其它金屬和合金等金屬的塑膠，及/或其它材料等之一或多者來製成。在某些實施例中，轉條16、17和支柱18係由非導電材料製成。轉條16、17和支柱18可由不同的材料製成。轉條16、17和支柱18可被由整體結構製成，或在被組合之前分開地形成。
第2圖示出一舉例的本體15之一立體圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條-轉條16和轉條17-被支柱18等耦接。本體15係被示出會使該二螺捲轉條的軸線22垂直地延伸。
第3圖示出一舉例的本體35之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條-轉條36和轉條37-共用同一圓形軸線 42，該二轉條被支柱38等耦接。所造成之本體35的形狀可被稱為環形。本體35可被形成如同或類似於本體15，雖包含更多次周轉，但係將該本體排列呈一平面圓形，並將兩端-第1圖中的端部20和21-接合在一起所形成。前述說明並非意圖限制類似或實質上如同於本體35的本體之製造(製法)。請注意在第3圖中之二轉條36和37的截面形狀可為圓形，而用於第1和2圖中的本體15者可為矩形。
請參閱第3圖，該本體35之圓形軸線的直徑44，以及各轉條要沿該整個圓形軸線42完全地延伸所須的完整周轉數次可為該本體35的特性測量值/特徵。例如第3圖中所示，本體35的轉條36和37可能須要繞圓形軸線42大約8次完整的周轉，或某些其它的旋轉數次，才能夠沿該本體35的整個圓形軸線42完全地延伸。
請注意第3圖中之本體35的一或多條支柱38會包含一中支柱元件39，其乃是本體15的支柱18所沒有的。中支柱元件39可與本體35之一特定支柱相關聯。一中支柱元件的截面形狀可包含一圓形，一卵形，一方形，一三角形，一矩形，一有角形，一多邊形，及/或其它形狀之一或多者。一中支柱元件39的截面形狀及/或尺寸可沿該中支柱元件39的長度改變。本體35的一或多條支柱38可包含一中支柱元件39，其可具有一與另一組支柱38之中支柱元件39不同的形狀。在第3圖中，中支柱元件39的截面形狀可為圓形，而使中支柱元件39可具有一圓筒形狀，其中一指定的中支柱元件39之圓筒形狀的軸線可與相關聯的支柱38重合。在 第3圖中，支柱38等包含中支柱元件39，其有實質上相同的形狀。一中支柱元件可增強結構整體性及/或供作其它目的。
第4圖示出一舉例的本體35之一立體圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條-轉條36和37-共用同一圓形軸線，該二轉條係被支柱38等耦接。請注意，如第3圖中所示，在第4圖中之本體35的支柱可包含一中支柱元件39，其乃本體15的支柱18所沒有者。
第5圖示出一舉例的本體55之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條-轉條57和58-共用同一圓形軸線62，並具有線導56等，該二轉條係被支柱59等耦接。雖在第5圖中的轉條57和58之截面形狀可為圓形，但一轉條仍可具有一內表面(一轉條的一半表面其垂直向量係大致朝內導向本體55)，及一外表面(一轉條的一半表面其垂直向量係大致朝外導離本體55)。轉條57或58的任何部份皆可包含線導56等。線導56可包括設在轉條57或58上及/或內的溝槽，凹痕，凸紋，隙縫，及/或其它的結構元素等，並構製成可沿轉條57或58之表面的至少一部份，在一線導56與轉條57或58間的銜接點處，大致以一實質上垂直於該轉條57或58之方向的方向，來導引一導線。
在第5圖中，轉條58的線導56之一可包括一凸紋設在轉條58的外表面上，排列成使線導56可導引一導線繞該轉條58呈一螺旋狀排列，其中該螺旋狀具有一軸線係與轉條58重合。此一導線，如同被示於包含在本說明之任何圖式中的任何導線，乃可為絕緣的，未絕緣的，或部份絕緣和部 份未絕緣的。如第5圖中所示，線導56等可被配設成一間斷圖案而非一連續圖案，例如使其沒有凸紋被設在轉條57或58之大約最靠近(或直接反向)於該轉條57或58與一支柱59間的銜接點63之一者的表面上。一轉條之每一完整周轉的線導數目，及/或相鄰支柱之間的線導數目，可為本體55的特性測量值/特徵。線導56的尺寸、形狀、位置及/或配置圖案可為本體55的特性測量值/特徵。
第6圖示一舉例的本體55之一立體圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條-轉條57和58-共用同一圓形軸線，並具有線導56等，二轉條係被支柱59等耦接。
第7圖示出一舉例的本體75之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條-轉條76和77-共用同一橢圓形軸線78，二轉條係被支柱79等耦接。一包含二(或更多)交互纏繞的螺捲轉條而共用相同軸線的本體可被排列成任何平面形狀，包括一圓形，一卵形，一三角形，一方形，一矩形，一有角形，一多邊形，及/或其它平面形狀。可擇地，及/或同時地，此一本體可被排列成一3維曲線(a.k.a.空間曲線)。在第7圖中，本體75可由一類似於本體15的本體來形成，雖包含更多次周轉，乃藉將該本體排列成一平面橢圓形狀並將兩端-第1圖中的端部20和21-接合在一起而成。前述說明並無意要限制類似於或實質上如同本體75的本體之製造(製法)。
第8圖示出一舉例的本體85之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條-轉條88和89-共用同一圓形軸線，而被 支柱90等耦接，並具有導線等-導線86和87-螺旋地捲繞其上。導線86和87，如同任何被示於包含在本說明中之任何圖式中的導線，乃可為絕緣的，未絕緣的，或部份絕緣和部份未絕緣的。該本體85的形狀可類似於第3圖中之本體35的形狀。本體85的轉條88和89可形成核芯，而導線86和87會分別地螺旋捲繞其上。如此，導線86和87可被排列成一螺旋狀各具有軸線分別會與轉條88和89重合。如第8圖中所示，導線86和87可被捲繞成使它們經過本體85之任何支柱90的旁邊，及/或一支柱90與一轉條88或89間之任何銜接點旁邊。一轉條之每一完整周轉的導線圈數，及/或相鄰支柱之間的導線圈數可為本體85的特性測量值/特徵。在第8圖中，導線86和87可被排列成在分別與轉條88和89有關的相鄰支柱之間形成大約5圈，及/或某些其它的圈數。
導線86可包含二引線-引線86a和86b。導線87可包含二引線-引線87a和87b。導線86和87可為導電的。本體85可被使用於一電氣系統中，其具有一或多個電源及/或電流源被設成可與導線86和87之一或二者建立電耦接，例如藉由與導線86的引線86a和86b耦接，及藉由與導線87的引線87a和87b耦接。供至導線86的電流可為一直流電或一交流電。供至導線87的電流可為一直流電或一交流電。供至導線86和87的電流可沿相同方向或相反方向流動。就交流電而言，由0Hz至40GHz的操作頻率範圍是可考慮的。用於導線86和87的操作頻率可為相同或不同。供至導線86和87的電流之其它電操作特性，譬如相位，可為相同或不同。該 電氣系統可被用來開發電磁場，其會在電力被供至本體85的一或更多導線時被造成。
一包含一類似於或實質上如同第8圖中之本體85，且包含導線86和87的本體之電氣系統的某些實施例，可被構製成在導線86中有一電流以相反於導線87中的電流方向流動。在某些實施例中，供至一導線的電流可為一直流電，而供至另一導線的電流可為交流電。
第9圖示出一舉例的本體95之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條-轉條97和98-共用同一圓形軸線，該二轉條被支柱耦接，並有一導線96螺旋地捲繞該本體95的二轉條。導線96，如同被示於包含在本說明之任何圖式中的任何導線，係可為絕緣的，未絕緣的，或部份絕緣的和部份未絕緣的。導線96可包含二引線-引線86a和86b。具有導線96之本體96所形成的形狀可稱為一螺旋體形狀。導線96可為導電的。本體95可被用於一電氣系統中，其具有一電源及/或一電流源被設成可例如經由引線96a和96b來與導線96建立電耦接。供至導線96的電力可包含一直流電或一交流電。一流經導線96之交流電的操作頻率可考慮為由0Hz至40GHz的範圍。該電氣系統可被用來開發電磁場，其會在電力被供至本體95的導線96時被造成。
任何被示於第1~9圖的本體皆可被用於一電氣系統中。導電的導線可被螺旋地捲繞一或更多轉條，一或更多支柱，及/或其之任何組合，俾當電力被供至一或多條該等導線時可造成具有特定電磁性質的電氣系統。此等導線可 為絕緣的，未絕緣的，或部份絕緣和部份未絕緣的。一(磁性)核芯可被設在複數轉條之間的空間內，而使該等轉條螺旋地捲繞該(磁性)核芯。或者，及/或同時地，相對於所述的任何本體，一(磁性)核芯可以沿一直線，沿該本體的任何曲線，沿一支柱，沿一轉條，沿該本體的任何軸線，或沿該本體的任何表面，對該本體以任何3維關係來被移動。例如，一磁鐵可被沿一垂直於本體85之平面形狀的直線來移動，其在本體85的圓形軸線中心，a.k.a.穿過該“磁圈孔”。
於此所述之任何電氣系統的應用可包括影響植物及/或其它有機物的生長及/或生長率。所述之任何電氣系統的應用可包括治療用途。所述之任何電氣系統的應用可包括能量製造，轉化，及/或變換。所述之任何電氣系統的應用可包括ATP製造，轉移，及/或處理。
在某些實施例中，一包含被示於第1~9圖中的本體之電氣系統可被用作一電路中之一構件，執行一或多種功能及/或用途，包括一(可調的)電感器，一(Tesla)線圈，一變壓器，一換能器，一電晶體，一電阻器，一螺線管，一用於一電馬達的定子，一電磁鐵，一電磁脈衝產生器，一電磁致動器，一能量轉變裝置，一位置伺服機構，一產生器，一步進馬達，一DC馬達，一(無接觸)線性驅動器，一軸向磁通裝置，一導磁率的測量裝置，一偶極磁鐵，及一用以改變電子及/或粒子軌跡的裝置。
雖本發明已依據目前認為最實用和較佳的實施例來被詳細描述以作說明，但請瞭解該等細節係僅供說明之目 的，而本發明並不限制於所揭的實施例，且相反地，係欲圖涵蓋所有在申請專利範圍之精神與範疇內的變化和等效設計。例如，應請瞭解本發明可思及可能的擴伸，任何實施例的一或多個特徵能被與任何其它實施例的一或多個特徵結合。
15，35，55，75，85，95‧‧‧本體
16，17，36，37，57，58，76，77，88，89，97，98‧‧‧轉條
18，38，59，79，90‧‧‧支柱
19，63‧‧‧銜接點
20，21‧‧‧端部
22，42，62，78‧‧‧軸線
23‧‧‧節距
24‧‧‧直徑
25，27‧‧‧內表面
26，28‧‧‧外表面
39‧‧‧中支柱元件
44‧‧‧直徑
56‧‧‧線導
86，87，96‧‧‧導線
86a、b，87a、b，96a、b‧‧‧引線
第1圖示出一舉例的本體之一側視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條被支柱耦接。
第2圖示出一舉例的本體之一立體圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條被支柱耦接。
第3圖示出一舉例的本體之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條共用相同的圓形軸線，該二轉條被支柱耦接。
第4圖示出一舉例的本體之一立體圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條共用相同的圓形軸線，該二轉條被支柱耦接。
第5圖示出一舉例的本體之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條共用相同的圓形軸線並具有線導，該二轉條被支柱耦接。
第6圖示出一舉例的本體之一立體圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條共用相同的圓形軸線並具有線導，該二轉條被支柱耦接。
第7圖示出一舉例的本體之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條共用相同的橢圓軸線，該二轉條被支柱耦接。
第8圖示出一舉例的本體之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條共用相同的圓形軸線，該二轉條被支柱耦接 並各有導線螺旋地捲繞。
第9圖示出一舉例的本體之一頂視圖，其包含二交互纏繞的螺捲轉條共用相同的圓形軸線，該二轉條被支柱耦接並有一導線螺旋地捲繞該本體的二轉條。
15‧‧‧本體
16，17‧‧‧轉條
18‧‧‧支柱
19‧‧‧銜接點
20，21‧‧‧端部
22‧‧‧軸線
23‧‧‧節距
24‧‧‧直徑
25，27‧‧‧內表面
26，28‧‧‧外表面

Claims (17)

  1. 一種電氣系統，包含：一本體，其包括二交互纏繞的螺捲轉條，其中一第一轉條係以支柱耦接於一第二轉條，其中該本體係被配置成一環形的形狀；及一第一導線，其係螺旋地捲繞該本體的至少一轉條，使得該第一導線被配置成具有會與該第一轉條重合的一軸線的一螺旋形狀。
  2. 如申請專利範圍第1項之電氣系統，其中該第一導線係螺旋地捲繞二轉條。
  3. 如申請專利範圍第1項之電氣系統，更包含螺旋地捲繞該第二轉條的一第二導線，其中該第一導線係螺旋地捲繞該第一轉條。
  4. 如申請專利範圍第1項之電氣系統，其中該等支柱不會在該第一轉條和該第二轉條之間導電。
  5. 如申請專利範圍第1項之電氣系統，其中至少一轉條之一向外表面包含被配置成可引導該第一導線的結構元件。
  6. 如申請專利範圍第1項之電氣系統，更包含：被配置成與該第一導線電耦接的一交流電源，其中該交流電源係在0Hz至40GHz之間操作。
  7. 如申請專利範圍第1項之電氣系統，其中該等轉條係被配置成在該本體中會有2至10000次周轉。
  8. 如申請專利範圍第1項之電氣系統，其中該等轉條每一 周轉會與2至100條支柱耦接。
  9. 如申請專利範圍第1項之電氣系統，其中該等支柱具有在1nm至1m之間之一長度。
  10. 如申請專利範圍第1項之電氣系統，其中該第一導線係螺旋地捲繞，而使該第一導線會繞著至少一轉條於其每一周轉中迴轉2至10000次。
  11. 如申請專利範圍第1項之電氣系統，其中該等轉條的表面是導電的。
  12. 如申請專利範圍第1項之電氣系統，其中至少一轉條包含磁性質。
  13. 如申請專利範圍第1項之電氣系統，其中該本體的平面形狀是一圓形、一卵形、一三角形、一方形、一有角形、或一多邊形中之一者。
  14. 如申請專利範圍第1項之電氣系統，更包含圍繞該本體之一保護蓋，其中該蓋包含一環形的形狀。
  15. 如申請專利範圍第1項之電氣系統，其中該等轉條的周轉包含一沿該本體漸變的直徑。
  16. 一種電氣系統，包含：一本體，其包括二交互纏繞的螺捲轉條，該等轉條被配置成每一轉條有至少二個完整周轉，其中一第一轉條係以支柱耦接於一第二轉條，其中該本體係被配置成一環形的形狀；一第一導線，其螺旋地捲繞該本體的該第一轉條，使得該第一導線被配置成具有會與該第一轉條重合的 一軸線之一螺旋形狀：一第二導線，其螺旋地捲繞該本體的該第二轉條，使得該第二導線被配置成具有會與該第二轉條重合的一軸線的一螺旋形狀；及一電流源，其被配置成與該第一導線和第二導線電耦接，使得電力會被供應至該第一導線和該第二導線。
  17. 如申請專利範圍第16項之電氣系統，其中該電流源會供應一第一交流電至該第一導線，及供應一第二交流電至該第二導線。
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