За рахунок енергії сонячних променів, за рахунок поживних речовин, що знаходяться в грунті, виростає багатий урожай з малої кількості посівного матеріалу. Це є посилення. З одного зерна виникає безліч йому подібних. На дослідній базі Академії сільськогосподарських наук одне зернятко проса дало 26157 зерен.

Підсилювачем можна назвати всяку систему, де малі сили управляють великими, формують ці великі сили за своєю подобою.

Перші парові машини, які будувалися два століття тему назад, -це були примітивні підсилювачі. Приставлений до машини робочий то відкривав кран на трубі від котла до парового циліндра, то замикав його і випускав пар в холодильник. Поршень повторював (посилював) руху робітника. (Пізніше був придумав золотник, механічно з’єднаний з поршнем, і парова машина перетворилася на генератор з самозбудженням.)

Парові підсилювачі мали багато важливих практичних застосувань. На великих судах, щоб перекласти з борту на борт важкий кермо, потрібна потужність в десятки кінських сил. Штурвальний повертає легке колесо, направляючи потоки пара то по одній, то по іншій трубі, і парова машина веде кермо вправо або вліво, точно стежачи за штурвального колесом. У минулому столітті цю машину порівнювали з рабом, хто слухняний команді. По-латині раб – Сервус. Звідси виникли терміни «сервомашіна», «сервопривід», «серводвигун».

Можна .назвать підсилювачем і паровий молот. Багатотонний бойок злітає вгору і обрушується на ковадло, слідуючи за рухами легкого важеля, керованого рукою коваля.

В останні роки молоти замість пара часто приводять в дію стисненим повітрям. Такий молот – це пневматичний підсилювач. Привід стисненим повітрям застосовується в потужних високовольтних вимикачах. Невеликий електромагніт, що споживає кілька ват, відкриває шлях повітряному потоку, який розвиває в робочому циліндрі потужність в декілька кіловат. Пневматичні підсилювачі застосовуються для управління рулями літаків і ще в багатьох інших випадках.

З давніх часів можна вести історію гідравлічних підсилювачів. Заслінка в лотку млинового водяного колеса – це прообраз гідравлічних підсилюючих пристроїв. На сучасних металообробних верстатах, наприклад, на шліфувальних, на копіровальнофрезерних, оброблюваний виріб і супорти з робочими інструментами рухаються гідравлічними циліндрами. Масляний насос створює тиск у резервуарі. Золотники управляють подачею масла в робочі циліндри. Підкоряючись руху малопотужного датчика, важкий масивний супорт рухається вгору – вниз, вправо – вліво, повторюючи форму, яку треба вирізати в оброблюваному металі. Гідравлічний підсилювач працює з високою точністю.

Електротехніка озброїла промисловість і науку безліччю вельми досконалих підсилювачів. Найстаріший з них – це електромашинний. Якщо обертати якір машини з постійною швидкістю і змінювати струм в обмотках збудження машини, то віддається машиною потужність буде слідувати за змінами струму збудження. Можна побудувати спеціальну машину, яка задовольняється малим струмом збудження, а в якорі створюється допоміжний поперечний магнітний потік, що підсилює дію первинного потоку збудження. Подібні машини стали застосовуватися в промисловій практиці незадовго до Вітчизняної війни. Вони спочатку підівчили невдала назва амплідіни (від латинського слова – посилювати). За допомогою електромашинних підсилювачів управляють пересуванням електродів в потужних дугових печах, управляють складними електроприводами (наприклад, на прокатних станах). Електромашинні підсилювачі дають посилення потужності до 10 000 разів.

Істотні застосування отримали магнітні підсилювачі. Вони влаштовані так: на сталевому сердеч-

Фіг. 6-27. Водоналивні колесо.

З книги Георгія Агрікола “Про металургійному мистецтві” (1556). За його свідченням подібні колеса застосовувалися для підйому води з шахт. “Машиніст стоїть в полвесной будці біля резервуара. Він управляє заслінками бака і направляє струменя води, щоб обертати колесо то в одному, то в іншому напрямку. Коли ж йому не вдається вчасно закрити отвір бака і тим самим зупинити воду, він велить своєму помічникові притиснути підняту гальмівну колодку до другого барабану і таким чином зупинити колесо “.

Ця машина – далекий попередник сучасних сервомеханизмов, сучасних гідравлічних підсилюючих систем.

Фіг. G-23. Принципові схеми електромашинного підсилювача.

Керуючий струм надходить в обмотку У. При обертанні якоря виникає струм в ланцюзі короткозамкнутих щіток / -V. Сила цього струму пропорційна силі керуючого струму. Ток короткозамкненою ланцюга збуджує в якорі напруга, що знімається другою парою щіток 2-2 ‘. В – вихідні затискачі. К – компенсаційна обмотка. Машина на лівій схемі забезпечена ще додатковими компенсаційними обмотками Сj і С9.

Машина з поперечним полем являє собою як би двохкаскадний підсилювальну систему. Перший каскад – від обмотки управління до короткозамкнутих щіток. Другий – від короткозамкнутих щіток до вихідних.

Фіг. 6-29. Принципова схема трехкаскадного магнітного підсилювача.

Енергія для посилення черпається з мережі змінного струму. Керуюча напруга подається на обмотку У ,. Залежно від сили струму через цю обмотку змінюється індуктивний опір обмоток I, і ί [і змінюється напруга на випрямлячі В. Через обмотку Уя проходить струм, пропорційний струму в у ,, Він змінює індуктивний опір обмоток Lt і 1%.

Комерсантн – Навантаження.

ніку поміщені дві обмотки. Через одну пропускається змінний струм, а інша, керуюча обмотка обтекаєтся постійним струмом. Він створює в сталевому сердечнику подмагничивание. Як було сказано в другій чолі, магнітна проникність стали сильно залежить від пронизливого її магнітного потоку. Коли в керуючій обмотці струм малий, то магнітна проникність сталевого сердечника велика. Обмотка змінного струму при цьому має високу індуктивний опір і пропускає через себе невеликий струм.

Якщо збільшити струм у керуючій обмотці, то сталевий сердечник насичується, індуктивний опір обмотки змінного струму падає, струм через неї зростає. Таким чином, змінний струм змінюється в такт подмагничивающего току. На одному такому підсилювачі (на одному каскаді) зазвичай отримують виграш за потужністю не більше декількох десятків. Але можна такі підсилювачі включати кілька каскадів один за іншим. Змінний струм з першого каскаду випрямляють і направляють в обмотку подмагніченія наступного більш потужного каскаду. Таку систему можна назвати випрямним або вентильним підсилювачем.

У ланцюгах постійного струму застосовуються іноді вугільні підсилювачі. Стопка вугільних дисків поміщається в ізоляційну трубку. Електричний опір цій стопки змінюється в залежності від її стиснення. Іноді до цієї стопці прилаштовують електромагніт, якір якого натискає на вугільні диски сильнішим чи слабшим в залежності від сили струму по обмотці цього електромагніту. Іноді таким вугільним підсилювачем управляють від механічного датчика. Вугільним підсилювачем є і мікрофон. Є ще багато типів електричних підсилювачів, але, безумовно, самий чудовий нині це – електронна лампа.

В електронній лампі від розпеченого катода рухається потік електронів, на шляху якого стоїть керуюча сітка. Сила електронного потоку змінюється в такт зміні напруги на керуючій сітці. Щоб підвищити коефіцієнт посилення, вводять в лампу ще додаткові сітки (екранні, протіводінатронние).

Найцінніше властивість лампи – її мала інерційність. Електронний струм слідує за змінами керуючого напруги, совершающегося в мільярдні частки секунди.

Але й для електронних потоків є своя межа. Коливання з частотою в сотні мільярдів герц (міліметрові хвилі) вже неможливо підсилювати за допомогою керованих сіткою електронних потоків.

При вивченні підсилювачів часто вводиться таке поняття – постійна часу.

Фіг. 6-30. Одна зі схем однолампових трансляції В. І. Коваленкова.

Між моментом додатки до підсилювача керуючого впливу і моментом виходу з підсилювача цього впливу в посиленому вигляді завжди проходить деякий час. Немає такого підсилювача, у якого не було б цього запізнювання. Віддача всякого підсилювача починає наростати з нуля і тільки поступово, через більш-менш тривалий відрізок часу досягає сталого значення.

Іноді за постійну часу приймають той час, протягом якого віддача підсилювача досягає 38% (1 / е) від сталого значення.

У електронної лампи постійна часу – всього лише мільярдні або навіть десятимільярдна частки секунди. Постійні часу електромашинного усілітеля- це десята або, в кращому випадку, соті частки секунди. Багато гідравлічні підсилювачі мають постійні часу в одиниці, а іноді й десятки секунд.

Від посіву зерна до збирання врожаю повинно пройти декілька місяців Постійна часу поля, засіяного злаками – майже цілий рік. Але бактерії, що розмножуються в живильному розчині, розпадаються кожна на дві через 20-30 хв. Різниця між постійної часу цієї системи і постійними часу гідрав лических підсилювачів багато менше, ніж різниця в постійних у гідравлічних пристроїв та електронних ламп.

До речі, мікробіологи використовують у своїй роботі посилення. Окремі бактерії вважати важко. Роблять посів бактерій в живильне середовище, дають бактеріям прорости і потім мають справу вже з цілими колоніями.

Отже, підсилювач – це пристрій, який може наростити потужність, відновити або навіть перевищити початкове значення ослабілої потужності.

Виникає питання, чи варто взагалі піклуватися про втрати в лінії, покращувати ці лінії, знижувати їх затухання?

Джерело: Електрика працює Г.І.Бабат 1950-600M