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QEG自由能源發電機：原理介紹
本文是針對「QEG自由能源發電機」的簡單原理介紹。若您不瞭解何謂「自由能源」或對自由能源有疑問，請參閱這篇〈自由能源〉簡介。若您還不清楚「QEG自由能源發電機」是什麼，請參閱〈修復世界組織公開聲明〉或〈QEG自由能源寶典〉。

以下的介紹是我跟QEG發明人詹姆士(James)對談後，憑自己的記憶和理解，所寫下的原理說明。由於我自己沒有電機相關的背景，所以不敢保證我的理解必然正確或完整，只希望我粗淺的理解能夠提供給對QEG原理感到好奇的人做為參考。

根據 James的說法，他其實並不是QEG的真正發明者，QEG的設計有一部分是跟WITTS組織學習而來。該組織雖然擁有這套自由能源技術，卻吝嗇於分享。若想與他們合作，僅僅是製造一台發電機，就必須付出巨額的捐款。而他們所開設的發電機教學課程，更故意隱瞞了許多關鍵細節，讓學員必須不斷花錢繼續上課。James上過他們的課程之後，不願繼續花冤枉錢上課。決定靠自己研究被隱瞞的關鍵部分。James經過一番自行的研究、學習，透過他人的協助、上天給予的靈感和27年的電子工程經驗，終於明白如何打造並改良這台發電機。(James 對WITTS保持尊敬的態度，畢竟他們確實是他的老師，而QEG的誕生也有很大一部份要歸功於他們，因此 James建議人們可以考慮捐款給WITTS。)

好了，我們先來看看QEG的長相吧~ 這是 James在美國的原型機：

照片中左側的部分就是發電機的核心，右側則是一個現成的馬達。馬達透過一條皮帶來驅動核心的旋轉。
下面是QEG的電路圖：

在電路圖裡面，綠色的部分就是發電機的核心，而紅色的部分就是馬達。
發電機核心
在整個發電機裡面最關鍵的部分就是它的核心。這個核心的外圍，是一個長得有點像變壓器的線圈，它是這個核心的「定子」部分，而在核心的中央則有一個可以旋轉的金屬結構，它是這個核心的「轉子」部分。如下圖：

發電機核心

定子(線圈的鐵芯)和轉子並不是整塊的鐵塊，而是由140片特定厚度(0.025英寸)與型號(M19)的矽鋼片疊起來並經過焊接固定而構成：

轉子和定子是由矽鋼片疊成

 
為什麼要使用矽鋼片疊成核心，而不是使用整塊的鐵塊呢？因為這個發電機的特點，就是它需要透過共振的原理來發電。只有特定厚度與材質(矽含量)的矽鋼片，才可以讓發電機產生特定頻率的震動。如果使用一整塊的鐵塊，或厚度、材質不對，發電機就無法順利達到所需要的共振頻率。

這是目前QEG團隊帶到台灣來的兩顆核心：

來到台灣的兩顆發電機核心

 
這兩顆核心，一顆還沒繞線圈，另一顆則已經繞好，從圖片可以看到，這個核心非常的重！還沒繞線的鐵芯就有33.3公斤，繞好線並經過絕緣加工後的核心後更達到53.45公斤！(咦...怎麼只有左邊有放轉子...)

接下來，就讓我們來看看QEG發電機的電路吧！在QEG的整個電路中，其實包含了幾組不同功能的子電路。我將會逐一介紹這些子電路，並在過程中說明 QEG的運作原理。
馬達驅動電路
第一個介紹的就是原理最簡單的「馬達驅動電路」，也就是下圖中用紅色線標示出來的電路，這個電路的主要功能就是驅動馬達的旋轉：

這個電路與我們家中的市電(1)連接(右下角長得像插座的圖案)，透過市電所供應交流電源來驅動馬達(5)。在電源(1)和馬達(5)之間，線路還經過了一些電子元件，例如開關(2)，當發電機開始產生電力之後，我們就會透過開關(2)，來把馬達的電力來源，從市電(1)切換為發電機自己產生的電力，達成電力自我供應循環。轉速控制器(3)用來調整電流以便控制馬達轉速。而保險絲(4)則用來是預防電力超載和走火。

當馬達(5)被驅動之後，就會透過皮帶(綠線)帶動發電機核心的轉軸(6)，讓轉子開始轉動。
QEG的獨特構造與原理
QEG的運作方式與傳統的發電機(或馬達)有三個相當顯著的不同：第一，QEG的構造裡面沒有用到任何的永久磁鐵。第二，QEG的旋轉部件(轉子)上面沒有繞任何的線圈。第三，它甚至也沒有電刷(和整流子)的構造。就是這三點，使得QEG的原理顯得很不尋常，並往往使剛接觸QEG的工程師感到疑惑。

那麼，QEG是靠什麼原理來發電的呢？簡單來說，就是靠「共振」的原理。我會在後面的篇幅慢慢說明QEG到底是透過什麼樣的共振原理來發電。

而下面要介紹的這個電路，就是QEG之所以能產生共振，進而發電的關鍵。
諧振電路
在下圖當中紅色線標示的這個電路，是一個諧振電路(Tank Circuit)，這種電路的特性是，當我們對這個電路供應電力後，電路當中的的電流會在電路中來回震盪。

在電路裡面的「| |」符號，代表的是「電容器」。在電路當中電容器的數量，似乎會影響電流震盪的頻率。QEG所使用的電容器長這樣，它是可以耐高電壓的高壓電容器：

諧振電路的這種震盪原理，就跟在一個U型水管裡面加水後發生的震盪很類似，左右邊的水會持續輪流上下起伏(重複 2和 3)，來回震盪：

跟U型水管一樣，如果我們沒有繼續為這個諧振電路提供能量，他的震盪幅度就會開始衰減直到停止。但如果我們在適當的時間點，為這個電路補充電能，它就能夠持續保持震盪。讓這個電路保持震盪是我們的目標，因為達到特定頻率的諧振，正是QEG之所以能夠發電的關鍵。

我們可以在前面的電路圖看到，諧振電路與發電機核心當中的一對線圈相連接，這對線圈就是「主線圈」，它是我們讓諧振電路開始並保持震盪的關鍵。接下來我要解釋的就是這個主線圈的運作原理。
核心──主線圈

發電機核心，包含了兩對線圈，一對是主線圈，另一對是副線圈。主線圈是由較細的漆包線所繞成(各3100圈)。副線圈則是由較粗的漆包線所繞成(各350圈)。這裡我們先介紹主線圈的部分(如下圖，副線圈已被省略)。

 
如果我們用漆包線纏繞一根鐵棒製成一個線圈(如下圖棒狀的線圈)，並將漆包線通電，就會讓鐵芯變得有磁性。這時鐵芯的一端會變成N極，另一端則會變成S極。漆包線纏繞鐵芯時的順、逆時針方向，會決定鐵芯哪一頭變成N極和S極。這其實就是電磁鐵的原理。通常電磁鐵的鐵芯是棒狀的。不過我們的鐵芯比較特別，它是環狀的。

一般來說，當工程師看到QEG的核心是一個環狀的鐵芯，並且有著一對線圈的時候，很自然地就會把它當成一個變壓器(因為變壓器的結構就是長那樣，見上圖環狀線圈)，並在纏繞漆包線的時候，將線圈的N和S極設定成這樣：

因為這樣的磁極設定，可以讓一個線圈的磁場很容易就可以順著鐵芯，從N極連接到另一個線圈的S極當中(上圖黃色箭頭)，形成一個封閉的磁場，使得變壓器得以運作。然而，QEG核心的主線圈，其實並不是一個變壓器！這樣的磁極設定並不符合QEG運作的原理。

因為如果我們將線圈如此設計，當轉子旋轉的時候，什麼事情都不會發生。這時候轉子看起來就是一個多餘、沒有效用的設計。然而如果我們改變繞線的方向，將線圈的磁極重新設計成這樣：

就會發現S極和N極無法再循著原本的路線找到對方，因為若循著原本個路線，只會遇到跟自己相同的磁極。此時N極和S極必須要尋找新的路線，讓磁力線能夠與對方連接。這個時候，轉子就開始發揮它的功用。當轉子轉到了下圖的位置時，就成為了N和S極之間磁力連接的橋樑：

當轉子繼續旋轉，橋梁就會暫時消失。這會使得N和S極之間的磁力連接變得微弱：

當轉子又繼續旋轉，橋梁會於另一側再度建立：

接著，橋梁就再度消失。N和S極之間的磁力連接又變得微弱：

這樣的設計，讓核心得以透過轉子的旋轉，來不斷改變兩個主線圈的電感值(inductance)。當磁力線可以經由轉子傳導的時候，電感值就會變大；當磁力線無法經由轉子傳導的時候，電感值就會變小。James說，由於這兩個線圈是以串聯連接，因此當我們測量它們的電感值，會發現數值相當大，可達到40亨利。而當轉子旋轉的時候，就會讓電感值在大約30~40亨利的範圍之間震盪、變化。(數值參考自訪談影片：〈QEG -- Fix the World Organization Interview by PESN; April 3, 2014〉)

離奇的事情是，這個電感值的震盪變化，會在兩個主線圈當中產生小伏特的電壓。James說，透過電感的震盪變化可以產生電壓的這種效應很少人知道，因此對傳統工程師來說也是一個相當不尋常的現象。而這也是QEG獨特的原理之一。(這種現象很類似「冷次定律」，只不過產生感應電流的方式，是透過電感值變化而非磁通量的變化。)
共振
那麼這個小伏特的電壓有什麼用途呢？還記得我們前面提到的「諧振電路」嗎？諧振電路需要電能的供應才能夠運作、保持震盪。而這時，主線圈所產生的小伏特電壓，正好就提供了諧振電路保持震盪所需的電能。於是諧振電路就開始進入了震盪的狀態。

接著，更不尋常的事情再度發生，諧振電路的電能震盪，使得核心也開始發生物理震盪。也就是說，核心的矽鋼片也開始跟著震盪。為了確保電路中的電能震盪和矽鋼片的物理震盪能夠保持在相同的頻率並達成共振，在一開始設計QEG核心和電路的時候，就必須考慮到矽鋼片的厚度、材質，以及諧振電路當中的電容器數量和規格。因為唯有兩者達到相同頻率的共振，QEG才能正常的運作、發電。(目前QEG原型機的振動頻率設計為 400Hz)。

這一點又是QEG的另一項獨特之處，它跟傳統的馬達或發電機的原理完全不同。傳統的馬達或發電機不但沒有利用共振，更把電能震盪造成的物理共振，看成是一個必須解決的問題和缺陷。

那物理共振如何幫助QEG發電呢？這又是QEG運作原理的另一個奇妙之處。
壓電效應
當發電機核心達到物理共振時，一種類似壓電效應(Piezoelectricity)的現象就發生了。壓電效應是一種機械能與電能互換的現象。這時候發電機核心的物理震動(機械能)開始被轉換成電能。並且隨著震幅越來越大，線圈和諧振電路中，也開始出現越來越高壓的電流震盪，最終達到一萬兩千伏特。這也是為什麼線圈和發電機核心必須要有非常好的絕緣處理，並且必須在諧振電路中使用高壓電容器的原因。

James說，雖然工程師們都知道壓電效應，卻很少人想過可以用這種方式來利用壓電效應，透過諧振的機械能來發電。而就我的理解，這種透過諧振來產生電力的原理，似乎就是QEG之所以可以產生高壓電並達到超輸出的原因。
轉速的鎖定現象
另外，James還提到一個很有意思的現象。雖然整個核心的震盪，一開始是由馬達帶動轉子的旋轉而驅動，但是一旦核心的振動頻率達到400Hz之後，嘗試加快馬達的轉速，並不會讓轉子轉得更快，也不會使核心的震盪頻率變高，而只會使核心的震動幅度加大，進而產生更大的電壓。也就是說轉子的轉速會在核心的振動頻率達到400Hz之後被鎖定！

現在，我們已經在主線圈及諧振電路當中創造了高電壓的電流震盪，然而這些電力目前還被關在這個諧振電路當中，我們又要如何把這些電力給輸出，讓QEG把電發出來呢？這個關鍵就在核心的另一組線圈──「副線圈」的身上。
核心──副線圈
接下來核心的工作方式，其實就像是一個變壓器。透過諧振電路與主線圈當中的電流震盪，在鐵芯當中產生一個震盪的磁場。由於電磁感應原理，這個震盪的磁場(下圖黃線)在經過副線圈的時候，將促使副線圈產生震盪的感應電流。於是，主線圈當中高電壓的低電流，就被轉換成了副線圈當中的低電壓高電流。而這個電流產生之後，就會透過與副線圈相連的電路傳導出去，成為發電機所輸出的電力。

下面紅線和藍線所標示的電路，就是將副線圈的電力傳導出去的「電力輸出電路」：

圖中 L1、L2和 N就是發電機的電力出口，當我們把負載(例如燈泡)與其連接時，就可以得到電力供應。圖中的「激發線圈」(3)可以先暫時忽略，它的功用會在更後面說明。

如果我們將 L1和N(或L2和N)與負載連接，就會得到120V的電壓輸出。這是因為這樣的接法，會讓電路只經過其中一個副線圈(1)或(2)，而僅得到一個線圈所供應的電壓。

但如果用L1和L2與負載連接，電路就會以串聯的方式通過(1)和(2)兩個副線圈，進而得到兩倍的電壓輸出，即240伏特。另外，由於發電機核心的震盪頻率為400Hz，因此輸出的電力也是400Hz的交流電。由於我們一般家用的交流電頻率為60Hz，因此QEG所發出來的電力，還必須經過一些頻率及電壓轉換的程序(先透過整流器轉換成直流，再透過逆變器轉為頻率60Hz的交流電)，才可以供應家庭用電。
頻率與體積
至於為什麼發電機要選擇400Hz而不是60Hz的諧振頻率呢？James說，這是因為發電機的振動頻率與尺寸有直接的關係，只有振動頻率提高，才能縮小發電機的體積。就我的理解，這其實就跟樂器一樣，音調(振動頻率)越低的樂器，體積就越大(例如低音大提琴)。因此若我們想讓核心以60Hz的頻率振動，它就得變得更大才行。

那麼，如果振動頻率越高，發電機就能越小，我們是不是可以提高它的振動頻率，讓發電機更小呢？我們的確可以這樣做沒錯，然而這也表示，發電機的零件必須變得更精密，核心的矽鋼片也必須變得更薄。而當零件越精密、越小、越薄，也就越不容易生產，這時價格也會跟著變高。因此未來在改良、設計QEG的時候，就必須考量到這些部分，在價格和體積之間取得適當的平衡。
超輸出與自我供應
講到這裡，QEG的主要運作方式，已經大致解釋完畢。一開始我們透過市電，來驅動QEG的馬達，讓QEG開始運作達到共振，最後，則讓QEG產生出約10KW的電力輸出。

在這當中有一點非常重要，那就是我們必須確保QEG輸出的電力大於輸入的電力，也就是超輸出，這樣QEG才能真的稱得上是一台發電機。

目前James的QEG原型機，的電力輸出約為10KW，並僅需約 1KW的電力輸入，也就是說，它已經達到了約10倍的超輸出。

既然QEG已經有能力在達到諧振之後，產生超輸出的電力，那麼我們的最後一個步驟，就是把一開始供應QEG馬達的市電電源切斷，轉而使用QEG自己發出來的電來供應自己的馬達，實現自我供應。

下面的這個電路所做的就是這件事情：

電路圖當中的綠線，以並聯的方式，跟左邊(以紅線和藍線標示)的「電力輸出電路」連接。把發電機輸出的電力，導到右下方的開關。一旦我們切換開關，右邊(以紅線標示)的「馬達驅動電路」跟市電的連接就會被切斷，轉而與綠線連接，這時「馬達驅動電路」的電力就開始由QEG發電機自己所輸出的電力來供應。(其實只有這個開關是不夠的，因為在開關切換的過程中會發生短暫斷電，這會使發電機立即失去發電能力並導致自我供應失敗。所以實際上還需要搭配使用逆變器，因為逆變器具有在斷電的幾毫秒內，暫時維持電力輸出的功能。)

這就表示，扣掉發電機自己消耗的1KW之後，發電機還能有9KW的電力輸出可供整個家庭使用！(平均一個現代家庭所需的用電量約為5~10KW)

一旦這件事情發生，就是我們該大聲歡呼的時刻，因為從這時候開始，我們就正式脫離了國家的電力網路，脫離火力、核能等各種對環境有害的能源，往自給自足的夢想踏出了非常關鍵的一步！
激發線圈
至於電路圖中的「激發線圈」(3)是做什麼用的呢？
根據James的說法，「激發線圈」並不是一個必要的裝置，但如果有激發線圈，就能幫助QEG發電機達到更高的發電效率。

激發線圈
James說，雖然QEG(Quantum Energy Generator)的全名是「量子能發電機」，但其實整個QEG設計裡面，唯一跟「量子」有關係的，只有這個激發線圈。

在QEG團隊發佈的開源文件當中提到：
In the QEG, the exciter coil is used to provide a conduction path through the quantum field (zero point) into the generator core. This has the effect of polarizing the core, which increases power output over time.
也就是說這個激發線圈的功能，是提供發電機核心與量子場/零點能量場(quantum field/zero point)的連結傳導路徑。這種效應會將核心極化，而使得發電效率隨著時間提升。等到這個優化的調校完成後，就無需再使用這個激發線圈。

這個激發線圈的原理，其實是另一個諧振電路。這個諧振電路，靠著與發電機的輸出電力串聯來維持諧振。然而特別的是，它的振動頻率是與地球的某個自然頻率達到共振。雖然舒曼共振頻率(7.83 Hz)也是一個地球的自然共振頻率，但激發線圈所使用的是比舒曼共振更高的另一個自然共振頻率。

在激發線圈的結構中，包含一個火花間隙元件，會隨著諧振電路的震盪，產生高壓火花。James說而這個火花必須在QEG核心的磁場範圍內，當火花產生時，就會導致磁場發生崩解，進而在核心中產生額外的電流脈衝。(這部分的原理還不是很確定)

開源文件當中對也提到，我們可以用這樣的方式使用激發線圈：
Start the generator and let it spark for 2-3 seconds, and repeat this 4 or 5 times. Do this whenever starting the generator for the first few weeks of operation.
也就是說，我們需要在發電機運轉當中的時候，讓激發線圈產生火花持續2~3秒，並重複這樣的步驟4~5次。而且在頭幾週之內，每次啟動發電機的時候都需要進行這樣的程序(James說就他的了解是，若我們將發電機移動到別處，就需要重新進行此調校的程序)。至於這會對核心造成什麼樣的影響，又是透過什麼原理來幫助提高發電效率，目前還不是很清楚。

這是因為，如我在最一開始提到的，QEG發電機的構造並非 James原創，而是參考自WITTS的設計。當時 James在完成原型機的建造並達成超輸出後，就決定要盡快把他的研究成果公開，而沒有時間仔細研究激發線圈的原理，或幫發電機進行任何的優化和改良。因為他知道，只要他盡快把最重要的QEG原理公開，後續的優化、改良和研究工作，會被全世界許多更厲害的工程師們完成，這會比他一個人研究有效率得多。而他越早把技術公開，全世界的人們也就越早受益。

好了，這就是我所理解到的全部了！我不敢保證我的理解一定正確或完整，只希望能幫助大家對QEG有稍微具體一點的了解。如果有發現任何的錯誤，也歡迎指正討論。至於更詳細的QEG技術細節和規格，還是請參閱開源的QEG的設計圖文件(英文原版下載、簡體中文版下載)。欲了解更多QEG和《修復世界組織》的相關訊息，請參閱〈修復世界組織公開聲明〉或造訪《修復世界組織》(Fix The World)官方網站。如果想進一步了解QEG和自由能源的歷史背景，以及修復世界組織未來推展QEG及幫助世界的計畫，請參閱〈QEG自由能源寶典〉。若想聽 James親自說明QEG的錄音，請參考訪談影片：〈QEG -- Fix the World Organization Interview by PESN; April 3, 2014〉

※特別聲明：本人還沒有看過實機運轉。台灣進行QEG原型機複製建造的團隊，目前也還沒完成該機器，也尚未達成超輸出。我只是盡可能如實記錄自己聽到與蒐集到的資訊，但仍可能有若干錯誤或不精確之處。請讀者自行進行資料蒐集與判斷。

資料來源:http://non-mainstream-research.blogspot.tw/2014/04/qeg.html