Изучение магнитного усилителя. Ознакомление с разновидностями и назначением усилителей, конструкцией, принципом действия и характеристиками магнитного усилителя, страница 2

Магнитный  усилитель  работает  следующим  образом.  При  увеличении  тока  управления  I_У ,  возрастает  поле  подмагничивающее  сердечники  усилителя:  M = f ( I_У ).  При  этом  магнитная  проницаемость  сердечников  уменьшается:   f ( 1 / M ).  Следовательно  уменьшается  индуктивность  рабочей  обмотки   L_Р = f (  )  и  ее  индуктивное  сопротивление  R_{Lр  =}   L_Р,  а  величина  тока,  протекающего  по  рабочей  обмотке  и  последовательно  соединенной  с  ней  нагрузкой,  в  соответствии  с  законом  Ома  -  возрастает:  I_P = U / ( R_H² + R_Lр² )^0,5.  Таким  образом,  при  увеличении  тока  управления  происходит  увеличение  рабочего  тока.  Справедливо  также  и  обратное  утверждение:  при  уменьшении  тока  управления  будет  уменьшаться  рабочий  ток.  

Достоинством  магнитного  усилителя  является  простота  устройства,  надежность  в  работе,  нечувствительность  к  вибрациям  и  воздействию  внешней  среды.  Недостаток -  невысокий  коэффициент  усиления.

3.  Последовательность  выполнения  работы

В  ходе  выполнения  работы  необходимо  изменяя  величину  тока  в  обмотке  управления  I_У  зафиксировать  значения  тока  в  рабочей  обмотке  I_Р  и  заполнить  графы  2  и  3  таблицы.  В  начале  величина  тока  управления  устанавливается  0,  100,  200,  300,  400  и  500  mA  при  этом  заполняются  строки  таблицы  1 - 6.  Затем  путем  переключения  электрических  цепей  направление  тока  в  управляющей  обмотке  изменяется  на  противоположное  и  эксперимент  повторяется.  Величина  тока  управления  последовательно  устанавливается  500,  400,  300,  200,  100  и  0  mA.  Заполняются  строки  таблицы  7 - 12.

При  проведении  экспериментов  не  трудно  заметить,  что  при  увеличении  тока  управления  рабочий  ток  вначале  возрастает  резко,  затем  его  рост  замедляется  и  наконец  прекращается  совсем,  т.е.  работа  усилителя  полностью  соответствует  графику  показанному  на  рис. 2.   Это  происходит  по  той  причине,  что  при  увеличении  тока  управления  происходит  насыщение  сердечников  магнитным  полем,  их  магнитные  свойства  исчерпываются, магнитная  проницаемость  сердечников  и  индуктивное  сопротивление  рабочей  обмотки  подходят  к  пределу  своего  возможного  изменения.  В  частности,  индуктивное  сопротивление  рабочей  обмотки  усилителя  не  может  быть  меньше  0,  а  раз  так,  то  и  величина  рабочего  тока,  в  соответствии  с  законом  Ома,  стремится  к  постоянной  величине.

Затем  по  формуле  ( 2 )  рассчитываются  значения  коэффициента  усиления  для  различных  значений  управляющего  и  рабочего  тока  и  заполняется  графа  4  таблицы.  В  ходе  расчетов  необходимо  учитывать  что  значения  тока,  зафиксированные  в  1  и  12  стоках  таблицы  сравнивать  не  с  чем,  поэтому  определить  величины    и    для  этих  точек  невозможно,  а  следовательно  для  них  нельзя  рассчитать  коэффициент  усиления.

По  данным  таблицы  необходимо  построить  графики  I_Р  =  f ( I_У )  и   K  =  f  ( I_У )  в  системах  координат,  изображенных  на  рис. 4  и  рис. 5.

4.  Оформление  работы

Отчет  о  выполнении  лабораторной  работы  содержит  ее  номер,  название,  цель,  краткие  сведения  из  теории  с  поясняющими  рисунками  и  графиками,  таблицу  с  результатами  измерений  и  результирующие  графические  зависимости. 

5.  Контрольные  вопросы

1.  Назначение  и  классификация  усилителей.

2.  Что  такое  коэффициент  усиления.

3.  Конструкция  и  принцип  действия  магнитного  усилителя.

4.  Почему  рабочая  обмотка  усилителя  состоит  из  двух  частей.

5.  Почему  рабочая  обмотка  усилителя  питается  переменным  током,  а  управляющая  -  постоянным.

6.  Почему  при  увеличении  тока  управления  рабочий  ток  вначале  заметно  возрастает,  а  затем  его  рост  замедляется  и  наконец  прекращается  совсем.

7.  Почему  при  увеличении  тока  управления  коэффициент  усиления  уменьшается.

8.  Покажите  на  графике  отрезок,  характеризующий  собственные  шумы  магнитного  усилителя.