Большая Советская Энциклопедия (МА)
Шрифт:
Магнитный усилитель
Магни'тный усили'тель, усилитель электрических сигналов, основанный на использовании присущей ферромагнитным материалам нелинейной зависимости магнитной индукции В от напряжённости магнитного поля Н . Управляемыми элементами в М. у. являются индуктивности катушки с ферромагнитными сердечниками, в которых действуют 2 переменных магнитных поля; одно изменяется с частотой источника питания, другое — с частотой усиливаемого сигнала. Простейший М. у. состоит из 2 замкнутых магнитопроводов, обмотки которых W1 включены последовательно и питаются от источника переменного напряжения ~ U (рис. ). Вторичные обмотки W2 включаются последовательно и навстречу друг другу, поэтому замыкание обмоток W2 на небольшое сопротивление не вызывает какого-либо изменения силы тока i1
М. у. принципиально отличается от лампового и транзисторного усилителей тем, что усиливаемый сигнал изменяет не внутреннего сопротивление лампы (транзистора), а индуктивность L1 , включенную последовательно с нагрузкой RH , в результате чего изменяется протекающий через нагрузку ток. М. у. по существу является модулятором, в котором ток в нагрузке более высокой частоты модулируется по амплитуде усиливаемым сигналом (низкой частоты). Для получения на выходе М. у. сигнала той же формы, что и усиливаемый сигнал, устройство дополняют выпрямителем в цепи нагрузки, выполняющим роль детектора .
Коэффициент усиления по току Ki и по мощности Кр для простейших М. у. равны:
где Ry — активное сопротивление обмоток W2 , Di1ср — приращение тока нагрузки, соответствующее приращению тока сигнала Di2 , n1 и n2 — число витков в первичной и вторичной обмотках. По сравнению с ламповыми и полупроводниковыми усилителями М. у. имеют относительно высокую инерционность, которая объясняется главным образом отставанием во времени изменения тока i2 в управляющей обмотке от изменения напряжения, подаваемого на вход М. у. Поэтому их применяют преимущественно для усиления сигналов постоянного или медленно изменяющегося тока. Инерционность М. у. можно снизить (повысить быстродействие) введением гибкой обратной связи , увеличением числа каскадов усиления, а также включением дифференцирующего контура на входе М. у., шунтированнем нагрузки ёмкостью и др. Для расширения частотного диапазона усиливаемых колебаний в сторону более высоких частот целесообразно применять М. у. совместно с ламповыми, полупроводниковыми, электромашинными и другими типами усилителей.
Существуют сотни модификаций схем и конструкций М. у., отличающихся видом нагрузочной характеристики, способом осуществления обратной связи, числом и формой сердечников, видом усиливаемых сигналов, системой смещения, режимом работы. Выбор типа М. у. зависит от требуемых коэффициентов усиления, частоты усиливаемых колебаний, области использования. М. у. имеют самое разнообразное применение — от точных измерит, приборов до устройств автоматического управления мощными производств. агрегатами (прокатными станами, экскаваторами и т.п.). Широкое применение М. у. обусловлено преимуществами: большим сроком службы, высокой надёжностью, простотой обслуживания, значительным коэффициентом усиления, низким порогом чувствительности для сигналов постоянного тока (10– 19 —10– 17вт ), широким диапазоном усиливаемых мощностей — от 10– 13 —10– 6вт до нескольких десятков и даже сотен квт, постоянной готовностью к работе, возможностью суммировать на входе нескольких управляющих сигналов, значительной перегрузочной способностью, пожаро- и взрывобезопасностью, стабильностью характеристик в процессе эксплуатации.
Лит.: Розенблат М. А., Магнитные усилители, 3 изд., М., 1960; его же, Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники, М., 1966.
Схема простейшего магнитного усилителя: ~ U — переменное напряжение; Rн — сопротивление нагрузки; W1 — первичные обмотки; W2 — вторичные обмотки; МС — магнитные сердечники; = U —
Магнитобиология
Магнитобиоло'гия, раздел биофизики ; изучает влияние внешних искусственных и естественных магнитных полей на живые системы (клетка, организм, популяция и т.д.), исследует магнитные поля, генерируемые живыми структурами (сердце, мозг, нерв и т.п.), и определяет магнитные свойства веществ биологического происхождения. Сведения о влиянии искусственных магнитных полей (МП) на организм человека появились в глубокой древности. О лечебных свойствах магнита упоминали Аристотель (4 век до н. э.) и Плиний Старший (1 век н. э.), немецкий врач Парацельс (16 век) и английский естествоиспытатель У. Гильберт (17 век). В древности часто преувеличивали лечебные свойства магнита, считая, что им можно вылечить любую болезнь и даже вернуть молодость. Европейские медики 19 века (среди них французский невропатолог Ж. М. Шарко и русский клиницист С. П. Боткин ) указывали на успокаивающее действие МП на нервную систему. В начале 20 века применение МП в физиотерапии было вытеснено более мощными средствами электротерапии (диатермия, поле УВЧ и т.п.). Интенсивное развитие М. начинается с 60-х годов в связи с зарождением космической биологии . Большинство работ по М. посвящено изучению биологического действия усиленных (по сравнению с геомагнитным полем) искусственным МП. Напряжённость этих МП варьировала от долей эрстеда до 140 000 эрстед; чаще всего изучали биологическое действие МП напряжённостью несколько сот эрстед. Такие поля вызывают разнообразные эффекты у человека, животных, растений, микроорганизмов, а также в изолированных тканях, клетках и внутриклеточных органеллах. В организме млекопитающих на МП реагируют все системы, но наиболее реактивными являются те, которые выполняют регуляторные функции (нервная, эндокринная и кровеносная). Особенно чувствительны к МП эмбриональные ткани и наиболее интенсивно функционирующие органы взрослых животных.
На нервную систему МП оказывает преимущественно тормозное действие, угнетая условные и безусловные рефлексы, изменяя электроэнцефалограмму в сторону преобладания медленных ритмов и уменьшая частоту электрических разрядов отдельных нейронов. В клетках нейроглии при этом изменяются биохимические процессы. Электронномикроскопические исследования обнаружили нарушения структуры митохондрий в нервных клетках. Из отделов головного мозга наиболее магнитореактивными оказались гипоталамус и кора больших полушарий. Изолированные структуры мозга реагировали на МП интенсивнее, чем целостный мозг, что свидетельствует о непосредственном действии МП на нервную ткань. Гипофиз в ответ на магнитное воздействие изменял продукцию отдельных гормонов и прежде всего гонадотропных. Значительные морфологические изменения наблюдали в половых железах (особенно мужских), в надпочечниках и щитовидной железе. Изменения кровеносной системы выражались в расширении сосудов и кровоизлияниях. В крови наблюдались увеличение числа лейкоцитов, изменение свойств тромбоцитов и РОЭ. Реакции экспериментальных животных на МП обычно носили обратимый характер.
Сильные МП (несколько тысяч эрстед ) вызывали у растений подавление роста корней, уменьшение интенсивности фотосинтеза, изменения в окислительных процессах и другие эффекты. Под влиянием МП изменялись характер и скорость роста микроорганизмов, активность их ферментных систем, синтез РНК и чувствительность к повышенным температурам. Часть перечисленных эффектов объясняют изменением проницаемости биологических мембран , ориентации макромолекул и свойств содержащихся в организме водных растворов.
Предполагают, что геомагнитное поле и его изменения (см. Земной магнетизм ) играют важную роль в ориентации живых организмов в пространстве и во времени. Наряду с другими физическими факторами оно может оказывать ориентирующее действие не только при дальних миграциях птиц и рыб, но и при передвижении насекомых, червей, моллюсков и других животных. Некоторые растения ориентируют свою корневую систему относительно магнитного меридиана (см. Магнитотропизм ). Колебания геомагнитного поля, вызванные изменением солнечной активности, сказываются на многих процессах в биосфере и изучаются гелиобиологией . Длительное искусственное ослабление геомагнитного поля путём экранировки или компенсации оказывало неблагоприятное влияние на жизнедеятельность животных, растений и микроорганизмов, что заставляет предполагать экологическую значимость геомагнитного поля.
Данные М. важны для терапевтических целей и при гигиенической оценке МП, используемых на различных производствах. Поскольку МП обладает проникающим действием и влияет прежде всего на регуляторные системы организма, оно может служить удобным инструментом при управлении некоторыми биологическими процессами. Для осуществления этой задачи необходимо выяснить зависимость биологического эффекта от напряжённости, градиента, частоты и направления МП, а также от локализации и продолжительности воздействия поля. Большой интерес представляют данные о противоопухолевом, антирадиационном и противотемпературном защитном действии постоянного МП. Однако отсутствие общепризнанной теории первичного (физико-химического) механизма биологического действия МП и разрозненный эмпирический характер большинства исследований тормозят развитие М. Для обсуждения полученных результатов и координации работ по М. были проведены три симпозиума в Москве (Биологическое действие магнитных полей и статического электричества, 1963; Реакция биологических систем на слабые магнитные поля и подходы к гигиенической оценке магнитных полей, 1971), конференции в Томске (1964, 1965) и Всесоюзные совещания по изучению влияния МП на биологические объекты (Москва, 1966, 1969). В Чикаго (США) состоялись Международные симпозиумы по М. (1961, 1963, 1966).
Английский язык с У. С. Моэмом. Театр
Научно-образовательная:
языкознание
рейтинг книги
