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迷人的150年的法拉第盘
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1831年，法拉第制造了一个有趣的物件，这个物件被后人称为“法拉第盘”，它好像违背传统电学理论。
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法拉第盘很简单，一个圆形铜片贴在一个圆柱形磁铁的圆形截面上，铜片与磁铁之间用纸等绝缘层隔开，然后让磁铁围绕其中心轴旋转。那么铜片上会不会产生电压呢？这是个有趣的问题。
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学过中学物理的人都知道，金属切割磁力线，或者穿过金属线圈的磁力线发生变化，才会产生电，而这里，铜片随着磁铁一起旋转，既没有切割磁力线，也没有导致磁力线发生变化，因此推测，铜片上不会产生电压。
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可是，当用电压计测量时，出乎意料，铜片上不但产生了明显的电压，而且电压的正负极很有意思，圆铜片的中心是一极，圆铜片边缘那一圈圆周是一极。真是怪，铜片与磁铁之间没有任何相对运动，照样产生了电压。这是为什么？01
之后，法拉第又按照传统的发电原理，让铜片转动，让磁铁静止，结果产生了与上面的情况同样高的电压！这说明，铜片与磁铁之间有没有相对运动，铜片都会生电，而且如果铜片转动速度一样，产生的电压大小也一样。
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法拉第对此很困惑，他的余生都花费在这个奇怪的现象上了，最后他觉得应该这么解释，铜片与磁铁相对静止时，铜片虽然没有切割磁力线，但是用电压计测量时，电压计的两根导线切割磁力线了，因此才产生了电压。
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但是如果让电压计的两根导线也跟着磁铁一起旋转呢？这样，电压计的导线就不会切割磁力线了，那么还会不会有电压产生呢？这个问题，法拉第没有研究。之后的人则接着研究了100多年，实验的结果是，即使导线跟磁铁的旋转同步，照样会有电压产生。于是有人提出疑问：圆柱形磁铁旋转时，它的磁场也会跟着旋转吗？到如今，这个问题还没有确定的答案，也就是，圆柱形磁铁旋转时，它的磁场可能旋转，可能不旋转，真是个谜！"
这段话就是一个课题，其中的电动势产生原理与普通意义上不同，这是需要深度验证和发掘的索引，大家努力呀！
迷人的150年的法拉第盘
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1831年，法拉第制造了一个有趣的物件，这个物件被后人称为“法拉第盘”，它好像违背传统电学理论。
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法拉第盘很简单，一个圆形铜片贴在一个圆柱形磁铁的圆形截面上，铜片与磁铁之间用纸等绝缘层隔开，然后让磁铁围绕其中心轴旋转。那么铜片上会不会产生电压呢？这是个有趣的问题。
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学过中学物理的人都知道，金属切割磁力线，或者穿过金属线圈的磁力线发生变化，才会产生电，而这里，铜片随着磁铁一起旋转，既没有切割磁力线，也没有导致磁力线发生变化，因此推测，铜片上不会产生电压。
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可是，当用电压计测量时，出乎意料，铜片上不但产生了明显的电压，而且电压的正负极很有意思，圆铜片的中心是一极，圆铜片边缘那一圈圆周是一极。真是怪，铜片与磁铁之间没有任何相对运动，照样产生了电压。这是为什么？01
之后，法拉第又按照传统的发电原理，让铜片转动，让磁铁静止，结果产生了与上面的情况同样高的电压！这说明，铜片与磁铁之间有没有相对运动，铜片都会生电，而且如果铜片转动速度一样，产生的电压大小也一样。
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法拉第对此很困惑，他的余生都花费在这个奇怪的现象上了，最后他觉得应该这么解释，铜片与磁铁相对静止时，铜片虽然没有切割磁力线，但是用电压计测量时，电压计的两根导线切割磁力线了，因此才产生了电压。
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但是如果让电压计的两根导线也跟着磁铁一起旋转呢？这样，电压计的导线就不会切割磁力线了，那么还会不会有电压产生呢？这个问题，法拉第没有研究。之后的人则接着研究了100多年，实验的结果是，即使导线跟磁铁的旋转同步，照样会有电压产生。于是有人提出疑问：圆柱形磁铁旋转时，它的磁场也会跟着旋转吗？到如今，这个问题还没有确定的答案，也就是，圆柱形磁铁旋转时，它的磁场可能旋转，可能不旋转，真是个谜！"
这段话就是一个课题，其中的电动势产生原理与普通意义上不同，这是需要深度验证和发掘的索引，大家努力呀！
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请注意，这是对他的专利的德语文本试译，因而不绝对肯定内容的准确性，虽然它很可能是相当准确的。
专利 EP 2,153,515 2010年2月17日 发明人: 姆安马·伊迪兹
磁体配置的装置
摘要
该装置具有一个旋转的轴向主动轴5支持以便它在定子2内旋转，定子2被定子3包围。转子牢固地连接到主动轴。外层定子有偶极磁体6，是放在圆桶9的内表面的位置。这些外层磁体均等间隔围绕在圆桶表面。
阐述
本发明是一台产生交变磁场，与固定磁场相互作用的设备。固定磁场与交变磁场的相互作用已经使用了一段时间，例如，在无刷直流电动机和磁悬浮方面。
本发明的目的之一是提供一个改进后的装置用于产生一交变磁场，可以与固定磁场相互作用。按宣称1所述，是通过对内层定子的磁体偶极的特殊安排实现的，转子和外层定子产生的磁效应保持转子在内层定子和外层定子间自由浮动，而这起到了磁悬浮轴承的作用。
令人惊讶的是它已经表明，内层定子磁体偶极的特殊布局、转子和外层定子在转子旋转时产生了一个交变磁场，是它允许转子在内层定子和外层定子间旋转时很大程度上的无损耗运动。这十分有用的效应，可用于各种技术的应用，例如，一个特别低摩擦的轴承是首选作为支持一个轴在高速下旋转。
在下面的陈述中，使用了数学术语，尤其是几何术语——如“平行”、“垂直”、“平面”、“圆柱体”、“角度”等，作为是典型的生产技术图纸时使用，但必须认识到，由于零件的制造公差，这些东西是永远不会在实践中达到高度完美的。因此是必须认识到这种描述是指最理想的情况，但永远达不到。因此，读者需要理解，实践中将涉及普遍接受的公差。
输出轴绕着一条中心线旋转，称为“轴心线”。轴本身最好做成圆截面的直立圆柱体。
本发明的最佳体现里，磁体从内层定子略微突起。转子和外层定子也同样如此。当一个平面垂直于轴心线时，两个磁体实现部分重叠，穿过两块磁体的每一块。如果出现这种情况，两块磁体被认为是重叠的。
当一个平面垂直于轴心线贯穿于每三块磁体时，三块磁体发生部分重叠。重叠的程度并不影响描述，而三块磁体中的任意两个的重叠量可以是从0%到100%的任意数，在这里磁体完全重叠。
本发明的最佳体现里，内层定子和转子的磁体是能够完全对齐的。此外，外层定子要做得它可以绕轴心线旋转，以使转子磁体和外层定子的啮合系数可调，而给出从0%到100%的任意重叠度。
虚构三个圆柱体。一个是内层定子磁体，第二个是转子磁体并使之绕轴心线旋转，而第三个为外层定子磁体。这三个圆柱体的轴与轴心线一致。
理想的情况是，转子是鼓形或杯形，就是说，一个有着圆截面的中空圆柱体，或一个端面复盖了一个圆盘的一截管道。在圆盘中央，转子有个孔，轴承由此穿过。圆盘还有一个套圈，用来通过螺栓穿过驱动轴夹住转子在轴上；或用平头螺钉固定套圈。不管用什么方法，转子磁体组合体都将牢固连接到驱动轴。使用紧固螺丝的优点是允许拆开转子维护或修理。转子部分的中空圆柱体，布置成在其间有微小空隙，而且内层和外层定子也如此。
空心转子圆桶有两块或更多的永磁体在上面。等距环绕在转子桶的圆周，并布置成与轴心线平行。外层定子 为圆柱体包围着转子。其间留有微小空隙，而中心线与驱动轴心线对齐。理想情况下，磁体安装在外层定子圆桶内，并与驱动轴心线对齐，而其极面与轴心线成直角。既画一直线穿过磁体南极面和北极面，这条直线将指向驱动轴，而一个极面将面向转子。
外层定子可以是杆形并围绕外层定子桶内表面形成一个完整的环形。如果这样做，磁环需要用无磁性分隔装置互相分开，而外层定子的总长度将被这些磁环伊分隔装置复盖。这种情况下，内外层定子用托架的手段或其它手段安装，使这彼此之间具有固定的联系。
理想情况下，转子被两个定子的磁场固定住，并在其间自由浮动。这是首选方式。然而，也可以由驱动轴运行设备的整个长度，而以滚柱轴承支撑。
一个可能的结构是有两个各自独立制做的定子。这需要与驱动轴心线均匀对称。外层定子片也可安排成能够相对于内层定子作旋转调整而内层定子总在一个固定位置上。对这种特别配置的另一个选择是：外层定子组件的距离可以调节，以便外层定子磁体和转子间的空隙能够人工调整。
一个角度“alpha”是确定这个角度在内层定子磁体的磁轴与内层定子圆周的切线之间在那个点上。一个角度“beta”是确定这个角度在转子磁体的磁轴与转子圆周的切线之间在那个点上。一个角度“gamma”是确定这个角度在外层定子磁体的磁轴与外层定子圆周的切线之间在那个点上。在这项发明的最佳体现中，每一个这些角度是在14 度和 90 度之间。
如果内层和外层定子磁体都有一个矩形或梯形截面，当看来是作为由一平面垂直于轴的轴切，这是一个特别的优势。如果转子磁体有一个圆形截面，当看来是作为由一平面垂直于轴的轴切，这也是一个特别的优势。另外，非对称磁体截面是可能的，如梯形、三角形，或不规则形状截面。
内层定子磁体有着相同的形状也是可以的。同样地，外层定子磁体有着相同的形状也是可以的。然而，定位各种磁体的北极和南极将不会被安在相同的位置，这点将会从下面的详细的描述中看到。
内层定子、转子和外层定子的磁体有一个磁性取向，这会导致它们在转子的每一个角座标上互相排斥。例如，内层定子磁体可以有一个北极面朝外，这样，转子上的磁体北极面朝内朝向内层定子。同样地，外层定子磁体会把南极面向里，以排斥转子磁体的南极。
进一步，详细信息和发明的优势将会从以下对发明体现的说明的和相关的绘图的中显示，如下所示：
点击展开，查看完整图片
图.1 的图示显示的是一个装置有着内层定子2，一个转子1和一个外层定子3，它们都围绕着枢杆轴5的轴心线50。桶形定子2在两端各有一盖13，盖为圆盘形，带滚珠轴承11。轴承11，保持内层定子2相对于轴5的位置。驱动轴5通常由一个如塑料的非磁性材料做成（不是钢材），而典型的直径在10mm到40mm,，长度在100mm到400mm。
内层定子2有一个外表面安装了磁体8的芯12。夹具4使内层定子2静止，固定在一个机械外壳里（未显示），并以这种方式牢牢固定。
转子1包含两个镜像转子桶，每个都有圆管部分和圆盘部分，被用平头螺钉10牢牢固定住驱动轴5上。 每个转子桶有磁体7安装其上。这些磁体7，定位在五个不同的地方，有一个磁极面向轴，另一极放射状朝外。
转子桶的定位使它们与内层定子2间有一个圆柱形的空隙。此空隙通常是3mm至50mm的顺序。虽然转子的两个部分被机械夹具4（防止内层定子跟随旋转）分隔，而转子两个部分的定位还是要使其间的磁体平衡，这样在轴5高速旋转时就不会有不规则力产生。在转子桶两端，有磁体700，作为本设计的目的使转子磁悬浮。
外层定子3由分开的两个半个的缸9组成。每个缸9的内表面有磁体6。虽然外层定子的每个部分由中空的圆缸组成，定子外壳的外端形成一个完整的圆盘包围着轴5，形成了完整的外壳，而不是让该设备在两端呈开放状态。在圆形框架9的内表面上的磁体面之间有空隙，而磁体的面是装在转子上的。磁体面面相向，而且它们之间的空隙也是典型的3mm到50mm。每个定子的磁体平行于轴心线50。外层定子的构造使之能相对于内层定子移动，从而改变其磁性的重叠。可以在电机实际运行时通过移动外层定子作出更改。
磁体6、7和8是偶极磁体，首选是永磁体，例如由钐钴磁或钕铁硼组成。也可以把这些磁体中的一个或多个做成电磁铁。磁体6、7和8的磁通量密度在0.6到1.4特斯拉为佳。
框架最好是由非磁性材料如铝来制做，壁厚从2 mm至10mm。
专利 EP 2,153,515 2010年2月17日 发明人: 姆安马·伊迪兹
磁体配置的装置
摘要
该装置具有一个旋转的轴向主动轴5支持以便它在定子2内旋转，定子2被定子3包围。转子牢固地连接到主动轴。外层定子有偶极磁体6，是放在圆桶9的内表面的位置。这些外层磁体均等间隔围绕在圆桶表面。
阐述
本发明是一台产生交变磁场，与固定磁场相互作用的设备。固定磁场与交变磁场的相互作用已经使用了一段时间，例如，在无刷直流电动机和磁悬浮方面。
本发明的目的之一是提供一个改进后的装置用于产生一交变磁场，可以与固定磁场相互作用。按宣称1所述，是通过对内层定子的磁体偶极的特殊安排实现的，转子和外层定子产生的磁效应保持转子在内层定子和外层定子间自由浮动，而这起到了磁悬浮轴承的作用。
令人惊讶的是它已经表明，内层定子磁体偶极的特殊布局、转子和外层定子在转子旋转时产生了一个交变磁场，是它允许转子在内层定子和外层定子间旋转时很大程度上的无损耗运动。这十分有用的效应，可用于各种技术的应用，例如，一个特别低摩擦的轴承是首选作为支持一个轴在高速下旋转。
在下面的陈述中，使用了数学术语，尤其是几何术语——如“平行”、“垂直”、“平面”、“圆柱体”、“角度”等，作为是典型的生产技术图纸时使用，但必须认识到，由于零件的制造公差，这些东西是永远不会在实践中达到高度完美的。因此是必须认识到这种描述是指最理想的情况，但永远达不到。因此，读者需要理解，实践中将涉及普遍接受的公差。
输出轴绕着一条中心线旋转，称为“轴心线”。轴本身最好做成圆截面的直立圆柱体。
本发明的最佳体现里，磁体从内层定子略微突起。转子和外层定子也同样如此。当一个平面垂直于轴心线时，两个磁体实现部分重叠，穿过两块磁体的每一块。如果出现这种情况，两块磁体被认为是重叠的。
当一个平面垂直于轴心线贯穿于每三块磁体时，三块磁体发生部分重叠。重叠的程度并不影响描述，而三块磁体中的任意两个的重叠量可以是从0%到100%的任意数，在这里磁体完全重叠。
本发明的最佳体现里，内层定子和转子的磁体是能够完全对齐的。此外，外层定子要做得它可以绕轴心线旋转，以使转子磁体和外层定子的啮合系数可调，而给出从0%到100%的任意重叠度。
虚构三个圆柱体。一个是内层定子磁体，第二个是转子磁体并使之绕轴心线旋转，而第三个为外层定子磁体。这三个圆柱体的轴与轴心线一致。
理想的情况是，转子是鼓形或杯形，就是说，一个有着圆截面的中空圆柱体，或一个端面复盖了一个圆盘的一截管道。在圆盘中央，转子有个孔，轴承由此穿过。圆盘还有一个套圈，用来通过螺栓穿过驱动轴夹住转子在轴上；或用平头螺钉固定套圈。不管用什么方法，转子磁体组合体都将牢固连接到驱动轴。使用紧固螺丝的优点是允许拆开转子维护或修理。转子部分的中空圆柱体，布置成在其间有微小空隙，而且内层和外层定子也如此。
空心转子圆桶有两块或更多的永磁体在上面。等距环绕在转子桶的圆周，并布置成与轴心线平行。外层定子 为圆柱体包围着转子。其间留有微小空隙，而中心线与驱动轴心线对齐。理想情况下，磁体安装在外层定子圆桶内，并与驱动轴心线对齐，而其极面与轴心线成直角。既画一直线穿过磁体南极面和北极面，这条直线将指向驱动轴，而一个极面将面向转子。
外层定子可以是杆形并围绕外层定子桶内表面形成一个完整的环形。如果这样做，磁环需要用无磁性分隔装置互相分开，而外层定子的总长度将被这些磁环伊分隔装置复盖。这种情况下，内外层定子用托架的手段或其它手段安装，使这彼此之间具有固定的联系。
理想情况下，转子被两个定子的磁场固定住，并在其间自由浮动。这是首选方式。然而，也可以由驱动轴运行设备的整个长度，而以滚柱轴承支撑。
一个可能的结构是有两个各自独立制做的定子。这需要与驱动轴心线均匀对称。外层定子片也可安排成能够相对于内层定子作旋转调整而内层定子总在一个固定位置上。对这种特别配置的另一个选择是：外层定子组件的距离可以调节，以便外层定子磁体和转子间的空隙能够人工调整。
一个角度“alpha”是确定这个角度在内层定子磁体的磁轴与内层定子圆周的切线之间在那个点上。一个角度“beta”是确定这个角度在转子磁体的磁轴与转子圆周的切线之间在那个点上。一个角度“gamma”是确定这个角度在外层定子磁体的磁轴与外层定子圆周的切线之间在那个点上。在这项发明的最佳体现中，每一个这些角度是在14 度和 90 度之间。
如果内层和外层定子磁体都有一个矩形或梯形截面，当看来是作为由一平面垂直于轴的轴切，这是一个特别的优势。如果转子磁体有一个圆形截面，当看来是作为由一平面垂直于轴的轴切，这也是一个特别的优势。另外，非对称磁体截面是可能的，如梯形、三角形，或不规则形状截面。
内层定子磁体有着相同的形状也是可以的。同样地，外层定子磁体有着相同的形状也是可以的。然而，定位各种磁体的北极和南极将不会被安在相同的位置，这点将会从下面的详细的描述中看到。
内层定子、转子和外层定子的磁体有一个磁性取向，这会导致它们在转子的每一个角座标上互相排斥。例如，内层定子磁体可以有一个北极面朝外，这样，转子上的磁体北极面朝内朝向内层定子。同样地，外层定子磁体会把南极面向里，以排斥转子磁体的南极。
进一步，详细信息和发明的优势将会从以下对发明体现的说明的和相关的绘图的中显示，如下所示：
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内层定子2有一个外表面安装了磁体8的芯12。夹具4使内层定子2静止，固定在一个机械外壳里（未显示），并以这种方式牢牢固定。
转子1包含两个镜像转子桶，每个都有圆管部分和圆盘部分，被用平头螺钉10牢牢固定住驱动轴5上。 每个转子桶有磁体7安装其上。这些磁体7，定位在五个不同的地方，有一个磁极面向轴，另一极放射状朝外。
转子桶的定位使它们与内层定子2间有一个圆柱形的空隙。此空隙通常是3mm至50mm的顺序。虽然转子的两个部分被机械夹具4（防止内层定子跟随旋转）分隔，而转子两个部分的定位还是要使其间的磁体平衡，这样在轴5高速旋转时就不会有不规则力产生。在转子桶两端，有磁体700，作为本设计的目的使转子磁悬浮。
外层定子3由分开的两个半个的缸9组成。每个缸9的内表面有磁体6。虽然外层定子的每个部分由中空的圆缸组成，定子外壳的外端形成一个完整的圆盘包围着轴5，形成了完整的外壳，而不是让该设备在两端呈开放状态。在圆形框架9的内表面上的磁体面之间有空隙，而磁体的面是装在转子上的。磁体面面相向，而且它们之间的空隙也是典型的3mm到50mm。每个定子的磁体平行于轴心线50。外层定子的构造使之能相对于内层定子移动，从而改变其磁性的重叠。可以在电机实际运行时通过移动外层定子作出更改。
磁体6、7和8是偶极磁体，首选是永磁体，例如由钐钴磁或钕铁硼组成。也可以把这些磁体中的一个或多个做成电磁铁。磁体6、7和8的磁通量密度在0.6到1.4特斯拉为佳。
框架最好是由非磁性材料如铝来制做，壁厚从2 mm至10mm。
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