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磁放大器的工作原理和基本电路

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qaz098xsw|  楼主 | 2018-12-31 12:37 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
磁放大器的工作原理和基本电路


在我们的时代里,到处都有电子管,很长的时期内,电子管在各种用途上没有遇到过真正的对手。

在普通变压器上,初级和次级的线圈是一起“坐”在Ш形铁心磁路的中间铁心上,只要略加变动就会变成新的仪器。现在我们就来把它改装一下,将初级和次级线圈分别绕在两边的铁心上,并将它们串联起未,再在中间的铁心上另绕一个用直流电流来供给的第三个线圈。于是在我们面前放着的已经不是变压器,而是可以当做放大器来用的器具了。
我们可以看到磁放大器的构造并不复杂。大电力的磁放大器的铁心是用和变压器铁心相同的钢材做成的;而用做小电力放大器铁心的,一般都是一种铁镍合金——坡点合金,这种合金具有极大的磁性,人们能够制造出高灵敏度的磁放大器,都应该归功于这种合金。在操纵和控制电路里用的小型磁放大器中,常常用薄的坡点合金片叠成环形的铁心。
磁放大器的工作原理是相当简单的。它是根据线圈的感抗随铁心的磁化强度而变化的原理做成的。


为了更好地了解这个原理,让我们来装设一个最简单的磁放大器。
先将线圈和它的负荷,例如喇叭,串联接入交流电路内。现在将铁心插入线圈内,线圈的感抗便增加起来,它开始“吃掉”整个电源的大部分能量,电路内的电流便显著地降低,喇叭上的电压跟着降落到几分之一伏。现在再由线圈内抽出铁心线圈的阻抗就会变得很小,负荷(喇叭)上的电压就会增加到差不多等于电源电压的数值。当移动铁心时,我们的手所花费的功率不过只相当于几个瓦,但是这种移动却能够调节数以千瓦计的功率。换句话说,这种装置就是一个放大器。在实际的磁放大器中,当然没有人去移动铁心,线圈感抗的变化是利用第三个线圈的直流电流来“磁化”铁心而得到的。这个线圈里通过的直流电流越大,各个线圈的交流阻抗就越小,在它里面流动的交流电流也就愈大。这样,利用磁的耦合就能将很微弱的直流脉动变成强大的交流电流。
磁放大器可以和我们已经熟悉的电子管放大器相比较。在磁放大器中,电子管栅极的作用是由直流电的线圈来完成的,它叫做“控制线圈”。而交流电的线圈就叫做“被控制线圈”。在控制线圈的电路内联接着需要放大的电压装置,只通过弱电流,如热电偶,测量仪器或控制信号等。这线圈内的电流发生极微小的变化时,在被控制线圈中就会有大得不可比较的电流发生急剧的变化。这种电流已经足以使巨大的机件或装置动作起来。





在电子管和磁放大器的竞争中,显示出来了电子管的弱点,接二连三地退出了“阵地”。其中一个原因是磁放大器有着很高的灵敏性。对于只有百分之几伏的直流电压,它都能够反应!为使磁放大器起作用而需的电力则非常微小——只要11000,000,000,000,000瓦!
磁放大器的放大率是巨大的,它能将电压放大数十万倍。而且磁放大器更能有效地将电力放大。一些特殊构造的磁放大器的电力放大率达到巨大的数字——10,000,000倍!像这样的放大率和这样的灵敏性,都是简单的电子管放大器所不能达到的。
同电子管放大器比起来,磁放大器还有许多优点。它可以放大很强的电流,而且效率很高。同时它的效率除了受尺寸大小的限制以外,再没有什么其他的限制了。磁放大器的重量可以由数十克到数公斤。假使再估计到磁放大器从它自己的伙伴——变压器——“承继”了那些非但不怕冲击震动,而且可以无限期长久工作不需维护修理,不需更换任何另件等这些坚固性能的话,那么它确实是电子管的一个最可怕的劲故。
当然,磁放大器也有弱点:和电子管相反,它对交流电的频率很灵敏,使它的铁心磁化的程度不均匀,所得到的放大率对各个频率不成比例。但是碰放大器那些无可争辩的信点,仍然能在许多技术部门内为它打开宽广的道路。
直流信号加在控制线圈上,使铁芯的磁化强度发生变化。
线圈的交流感抗激烈变化,增加或者减弱,因而使交流电路内的电流发生变化。控制线圈中电流的增强相当于将铁芯由线圈中拉出,电流减少相当于将铁芯移进线圈中。





磁放大器成为自动化和遥控,操纵和控制中必不可少的新元件。在伺服系统内,在遥测装置中,在通讯设备中,在水下和地下电缆中(由于磁放大器的尺寸很小,可以和这些电缆装在一起用),在温度和压力调节器中,在许多自动化设备中都可碰到磁放大器。
在普通的广播收音机里,也有采用磁放大器来代替电子管放大器的。
有很多利用磁放大器的有趣的例子,用来作为气炉子或石油炉子的自动温度调节就是其中的一种。这里的磁放大器不但可以将热电偶或其他测量装置所得到的弱小电压加以放大,而且还能控制燃气活门以调节送到炉内去的燃料。每当炉子温度偏离规定数值时,在测量装置内便产生了被磁放大器放大的电流,流入二相电动机的绕组内,这种电动机能向正反两个方向旋转。电动机通过传动器与活门及测量装置的活动接点交连。只要温度一有升高或降低,电动机的轴立刻就会作相应的旋转。机轴向某一方向旋转时能使活门稍微地打开或关小,并转动活动接点。这样一直继续到当炉子内达到规定的温度为止。这样的装置有可能保持几乎不变的温度。
有许多工业设备有时是在远达数十甚至数百公里以外的地方进行操纵的。但是要能正确地操纵就需要知道机器和设备的状态,需要用控制仪器和装置的眼睛来监视着它们。为了这个目的,便需要有特殊的遥测装置,将所有被控制的装置里面所发生的变化用信号迅速而可靠地传给工作人员。





在这样的装置里很成功地应用着磁放大器。它可以将各种不同的测量数值传送很远的距离,并正确地复制出来。这些装置是很灵敏的。只要被测的数值有极小的变化,磁放大器就能把它放大许多倍,并沿导线传到控制站,使电动机发生动作,这种电动机的装置原理和普通的电表一样,它使指示仪表的指针向需要的方向转动,转动的大小则相当于被控制数值变化的大小。没有疑问,应用新的磁合金,并设计新的磁放大器的线路,就可以制造出更加灵敏、简单和“聪明”的仪表和自动机。

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沙发
hk6108| | 2018-12-31 19:42 | 只看该作者
控制线圈产生的磁场其实不弱,弱了没控制意义,强的话会令交流芯柱总有一个饱和。

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