Магнитным усилителем называют устройство, служащее для регулирования тока в цепи нагрузки посредством подиагничиваиия ферромагнитных сердечников постоянной мдс.

Основными элементами магнитного усилителя являются два замкнутых одинаковых магнитных сердечника с несколькими обмотками (рис. 60). Как правило, в магнитных усилителях используют ленточные (кольцевые или прямоугольные) сердечники из магнитомягкого материала с прямоугольной петлей гистерезиса. Каждый сердечник работает в условиях одновременного намагничивания переменным и постоянным магнитными полями. Для создания этих полей на каждом из сердечников расположены обмотка переменного тока — рабочая обмотка с числом витков w_р — и несколько обмотрк постоянного тока. Обмотки постоянного тока называют по их назначению: управления с числом витков w_у, смещения w_см и обратной связи w_ос

w_ос.

Для устранения влияния наведенной переменной эдс основной частоты в обмотках постоянного тока обмотки w_р включают встречно-последовательно или встречно-параллельно при согласном включении обмоток постоянного тока. Обычно обмотка управления наматывается на оба сердечника (рис. 60,а). В этом случае рабочие обмотки включают последовательно-согласно или параллельно-согласно. Рабочие обмотки и сопротивление нагрузки R_н образуют последовательную рабочую цепь, присоединенную к источнику переменного тока.

Для упрощения анализа работы магнитного усилителя примем петлю гистерезиса материала сердечников прямоугольной с малой коэрцитивной силой, т. е. будем рассматривать идеальную основную кривую намагничивания (рис. 60,6). Вначале примем R=0 и L_σ=0. При мдс управления F_y=0 (I_у=0) напряжение, приложенное к рабочей цепи магнитного усилителя, уравновешивается эдс самоиндукции e₁ и е₂, наведенными потоками в сердечниках I и II:

При некотором значении тока управления I_у>0(F_у>0) в первый полупериод напряжения питания магнитное состояние сердечника I изменяется под действием мдс F_pl; в пределах точек 1—2—3—2—1, а сердечника II — 1'—1—2—1—1'. В этом интервале времени ΔФ_I>0, а ΔФ_II=0 (действие F_pII). Тогда эдс е_II=0. Изменение индукции в первом сердечнике (ΔФ₁>0) создает эдс е₁, в рабочей обмотке, которая уравновешивает приложенное напряжение. Во второй полупериод картина изменяется — напряжение сети уравновешивается эдс самоиндукции, создаваемой в рабочей обмотке второго сердечника.

Из рассмотренного графика следует, что для изменения индукции в сердечниках при F_y = 0 необходимо, чтобы ток рабочей обмотки i_р изменялся во времени по прямоугольному закону и его среднее значение за полупериод выражалось как