Большая Советская Энциклопедия (МА) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ". Страница 59

  Лит.: Сликтер Ч., Основы теории магнитного резонанса, перевод с английского, М., 1967; Абрагам А., Ядерный магнетизм, перевод с английского, М., 1963; Альтшулер С. А., Козырев Б. М., Электронный парамагнитный резонанс, М., 1961.

  В. А. Ацаркин.

Расщепление уровней энергии во внешнем магнитном поле H в случае ядерного магнитного резонанса при I = ³ /₂ .

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 в первичных обмотках. Если по обмоткам W₂ пропустить постоянный ток, то вследствие нелинейного характера кривой намагничивания сердечников динамическая магнитная проницаемость уменьшается и соответственно уменьшается индуктивность L₁ первичных обмоток, при этом ток в обмотках возрастает. Устройство, собранное по схеме на рисунке (без сопротивления нагрузки R_H ), называется управляемым дросселем, который становится усилителем, если последовательно с его обмотками W₁ включить R_H , а вместо постоянного тока в обмотку W₂ подать усиливаемый сигнал постоянного или медленно (по сравнению со скоростью изменения питающего напряжения = U ) изменяющегося тока i₂ .

  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 R_H , 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 K_i и по мощности К_р для простейших М. у. равны:

где R_y — активное сопротивление обмоток W₂ , Di_1ср — 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 — постоянное напряжение; i₁ — ток в первичной обмотке; i₂ — ток во вторичной обмотке (усиливаемый сигнал).

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.