Magnetvõimendi

Magnetvõimendi on elektrivoolu tugevuse, pinge või võimsuse võimendi, mille talitlus põhineb ferromagnetsüdamike magneetumisomaduste mittelineaarsusel. Magnetvõimendi patenteeriti 20. sajandi alguses. Magnetvõimendit on võrdlemisi hõlpus ehitada ning ta on küllaltki töökindel. Algselt palju kasutust militaar-, lennundus- ja merendusvaldkonnas leidnud võimendi on tänapäevaks aga asendatud väiksemate ja efektiivsemate elektrooniliste lahendustega.

Magnetvälja toime südamikus

Kui alalisvool läbib magnetsüdamikule keritud pooli L1 keerdude arvuga N1, tekitab see muutumatu magnetvälja pooli ümber ja püsiva magnetvoo südamikus. Pooli L2 (keerdude arvuga N2) läbib vahelduvvool, mis loob selle ümber muutuva magnetvälja. Seega toimivad ühes südamikus korraga kaks magnetvoogu, kus üks on püsiv ja teine muutuv. 
Mähist L1 läbiva alalisvoolu suurendamisega saab muuta südamiku küllastust. Küllastuse suurenedes väheneb südamiku magnetiline läbitavus, mistõttu väheneb teise pooli induktiivsus ja seega ka tema takistus vahelduvvoolule ning suurem võimsus jõuab koormusesse Rk. Selline lülitus võimaldab väga väikese vooluga tüürahelas muuta koormusahela pooli induktiivtakistust ning seega ka koormusele ülekantavat võimsust.

Rõngassüdamiku kasutamine

Kuna alalis- ja vahelduvvooluahelad on ühendatud ühe ja sama magnetahela kaudu, siis võib liiga suure vahelduvvoolu korral koormusvool sattuda ka kontrollahelasse. Selle tagajärjel on kontrollahela töö häiritud ning tüürimine pole enam võimalik. Lisaks võib see kontrollahela üldse rikkuda. Selle vältimiseks võib kaks toroidi ühendada jadamisi. Lülituse miinuseks on aga see, et minimaalse või olematu kontrollvoolu puhul, ei ole võimalik koormusahelas voolu täielikult peatada, sest pool ei saa omada lõpmata suurt impedantsi vahelduvvoolule. Sellise väikse voolu lekkimist koormusesse aitab ära hoida erinevate dioodlülituste kasutamine.

Kolmeharulise südamiku kasutamine

Kolmeharuline südamik on efektiivsem kui rõngassüdamik. Oma ehituse tõttu on võimalik vabaneda vahelduvvoolu mõjust kontrollahelale. Kui vahelduvvool läbib poole, on nendes oleva voolu suund üksteise suhtes alati vastupidine, kuid kumbki ühtib alati kontrollahela suunaga. Seega tekib küllastusseisund südamiku kummalgi poolel kordamööda.

Mitme südamiku kasutamine

Mitme südamiku kasutamine aitab vabaneda ühele südamikul keritud koormusahela mõjust kontrollahelale. Kummagi drosseli ferromegnetsüdamikul on üks mähis (1 ‒ 2) tüürahelas ja teine (3 ‒ 4) koormusahelas. Koormusahela mähised on ühendatud jadamisi koormusega Rld ja seda ahelat toidetakse vahelduvvooluga (klemmidelt Xld-1 ‒ Xld-2). Tüürahela mähised on samuti jadalülituses, kuid ühendatud magneetimistoimelt vastassuunas; niisuguse ühenduse korral mõjutab tüürvool küll südamike magneetumust, kuid selle voolu muutused ei transformeeru töömähistesse. Tüürvooluks on klemmidele Xc-1 ‒ Xc2 antav alalisvool, mille suurusest sõltub südamike magnetiline läbitavus. Koos magnetilise läbitavusega muutub koormusahela vahelduvvoolumähiste induktiivsus ja vastavalt muutub ka neid läbiv koormusvool.
Seesugune drosselmagnetvõimendi võib kuuluda vooluvõimenduslülitusse, milles toimib täiendavate nihkemähiste ja sildlülituses dioodide abil magnetsüdamikku küllastav tagasiside. Nii saavutatakse signaali lineaarne võimendus küllaltki laias sagedusalas.

Magnetvõimendi ühendamine dioodsillaga

Kui koormuseks on alalisvoolu tarbiv seade, siis on vaja koormusahelas vahelduvvool alaldada, kasutades selleks enamasti sildalaldit. Väljundpinge pulsatsiooni vähendamiseks võib lisada silukondensaatori.

Eelised ja puudused

Selline seade sobib hästi võimendiks mitmesugustesse lülitusseadmetesse, sensoritesse ja stabilisaatoritesse, sest lubab väljundvoolu muuta väga väikse sammuga. Seadet on võimalik ehitada ilma liikuvate osadeta, mis tagab pika eluea. Võimalik on reguleerida suuri võimsusi. Magnetvõimendit on lihtne hooldada. Ohutust parandab ka sisendi ja väljundi vaheline galvaaniline eraldus.
Magnetvõimendi tööd võivad mõjutada pinge kõikumised alalispingeahelas, mis kajastuvad võimendatult väljundis. Võimatu on saavutada lõpmata suurt pooli induktiivtakistust vahelduvvooluahelas. Seetõttu on võimendi väljundis teatav nullist erinev vool. Seetõttu vajab võimendi lisakomponente stabiilsuse hoidmiseks.