Математика. I. Определение предмета математики, связь с другими науками и техникой 14 страница

Схема запоминающего устройства на маг" нитных дисках: 1 - магнитные диски; 2 - магнитные головки; 3- механизм выборки; 4 -дешифратор адреса (выбор диска) с потенциометром R и опорным напряжением Е; 5 - преобразователь кода номера диска в сигнал управления приводом механизма выборки; 6 - привод механизма выборки; 7 - электродвигатели.

М. д. появились в сер. 50-х гг. 20 в. и сразу же нашли широкое применение ввиду их весьма высоких технич. характеристик. Занимая по быстродействию промежуточное положение между оперативными и внешними запоминающими устройствами, М. д. обладают достаточно большим объёмом хранимых данных, низкой стоимостью на единицу запоминаемой информации (бит) при высокой эксплуатац. надёжности.

Лит.. Каган Б. М., А д а с ь к о В. И., Пурэ Р. Р., Запоминающие устройства большой ёмкости, М., 1968. Д.. П. Брунштейн. В. П. Исаев.

МАГНИТНЫЙ ЗАРЯД, вспомогательное понятие, вводимое при расчётах статических магнитных полей (по аналогии с электрич. зарядом, создающим электростатич. поле). М. з., в отличие от электрич. зарядов, реально не существуют, т. к. магнитное поле не имеет особых источников, помимо электрич. токов. Гипотеза П. Дирака (1931) о существовании в природе М .з. (магнитных монопо-лей) экспериментально не подтверждена, хотя попытки обнаружить М. з. продолжаются. Для тел, обладающих намагниченностью, можно ввести понятия объёмной р_m и поверхностной б_m плотностей М. з. Первая связана с неоднородным распределением намагниченности по объёму тела, вторая - со скачком нормальной составляющей намагниченности на поверхности магнетика, М. з. располагаются двойными слоями на поверхностях, где происходит скачок нормальной составляющей намагниченности, причём элементарные М. з. противоположных знаков оказываются связанными в магнитные диполи.

Лит.: Т а м м И. Е., Основы теории электричества, 8 изд., М., 1966. С. В. Вонсовский.

МАГНИТНЫЙ ЛИСТОК, бесконечно тонкий двойной магнитный слой, образованный магнитными диполями. Магнитное поле М. л. при определённых условиях эквивалентно полю постоянного электрич. тока, текущего по контуру листка (см. Ампера теорема). Эквивалентность М. л. и замкнутого линейного тока используется в электротехнич. расчётах.

МАГНИТНЫЙ МОМЕНТ, основная величина, характеризующая магнитные свойства вещества. Источником магнетизма, согласно классич. теории электромагнитных явлений, являются электрич. макро- и микротоки. Элементарным источником магнетизма считают замкнутый ток. Из опыта и классич. теории электромагнитного поля следует, что магнитные действия замкнутого тока (контура с током) определены, если известно произведение (М) силы тока i на площадь контура б (М = i б/с в СГС системе единиц, с - скорость света). Вектор М и есть, по определению, М. м. Его можно записать и в иной форме: М = ml, где т - эквивалентный магнитный заряд контура, а l - расстояние между " зарядами" противоположных знаков (+ и -).

М. м. обладают элементарные частицы, атомные ядра, электронные оболочки атомов и молекул. М. м. элементарных частиц (электронов, протонов, нейтронов и др.), как показала квантовая механика, обусловлен существованием у них собственного механич. момента - спина. М. м. ядер складываются из собственных (спиновых) М. м. образующих эти ядра протонов и нейтронов, а также М. м., связанных с их орбитальным движением внутри ядра. М. м. электронных оболочек атомов и молекул складываются из спиновых и орбитальных М. м. электронов. Спиновый магнитный момент электрона n_сп может иметь две равные и противоположно направленные проекции на направление внешнего магнитного поля Н. Абс. величина проекции
[ris]
где n_в= (9, 274096 ±0, 000065)*10-²¹ эрг/гс- Бора магнетон, h - h/2Пи, где h - Планка постоянная, е и т_е - заряд и масса электрона, с - скорость света; S^H - проекция спинового механич. момента на направление поля Н. Абс. величина спинового М. м.
[ris]
где s= 1/2 - спиновое квантовое число. Отношение спинового М, м. к механич. моменту (спину)
[ris]
Исследования атомных спектров показали, что (n^н_сп фактически равно не n_в, а n_в (1 + 0, 0116). Это обусловлено действием на электрон т. н. нулевых колебаний электромагнитного поля (см. Квантовая электродинамика, Радиационные поправки).

Орбитальный М. м. электрона n_орб связан с механич. орбитальным моментом ЭЛорб соотношением g_орб = |n_орб|/|M_орб| = = | е|/2т_еС, т. е. магнитомеханическое отношение g_орб в два раза меньше, чем g_сп. Квантовая механика допускает лишь дискретный ряд возможных проекций n_орб на направление внешнего поля (т. н. квантование пространственное): n ^н_орб = m_i*n_в, где m_i - магнитное квантовое число, принимающее 2l+1 значений (0, ±1, ±2,..., ±l, где l- орбитально е квантовое число). В многоэлектронных атомах орбитальный и спиновый М. м. определяются квантовыми числами L и S суммарного орбитального и спинового моментов. Сложение этих моментов проводится по правилам пространственного квантования. В силу неравенства магнитомеханических отношений для спина электрона и его орбитального движения (g_сп не равно g_орб) результирующий М. м. оболочки атома не будет параллелен или антипараллелен её результирующему механич. моменту J. Поэтому часто рассматривают слагающую полного М. м. на направление вектора J, равную
[ris]
где g_j - магнитомеханическое отношение электронной оболочки, J - полное угловое квантовое число.

М.м. протона, спинк-рого равен корню из 3h/2, должен был бы по аналогии с электроном равняться
[ris]

где М_р - масса протона, к-рая в 1836, 5 раз больше т_e n _яд - ядерный магнетон, равный 1/1836, 5n_в У нейтрона же М. м. должен был бы отсутствовать, поскольку он лишён заряда. Однако опыт показал, что М. м. протона n_р = 2, 7927n_яд, а нейтрона n_п= - 1, 91315тn_яд. Это обусловлено наличием мезонных полей около нуклонов, определяющих их специфич. ядерные взаимодействия (см. Ядерные силы, Мезоны) и влияющих на их электромагнитные свойства. Суммарные М. м. сложных атомных ядер не являются кратными n_яд или n_p и n_п. Таким образом, М. м. ядра калия. К равен - 1, 29n_яд. Причиной этой неаддитивности является влияние ядерных сил, действующих между образующими ядро нуклонами. М. м. атома в целом равен векторной сумме М. м. электронной оболочки и атомного ядра.

Для характеристики магнитного состояния макроскопич. тел вычисляется среднее значение результирующего М. м. всех образующих тело микрочастиц. Отнесённый к единице объёма тела М. м. наз. намагниченностью. Для макротел, особенно в случае тел с атомным магнитным упорядочением (ферро-, феррии антиферромагнетики), вводят понятие средних атомных М. м. как среднего значения М. м., приходящегося на один атом (ион) - носитель М. м. в теле. В веществах с магнитным порядком эти средние атомные М. м. получаются как частное от деления самопроизвольной намагниченности ферромагнитных тел или магнитных подрешёток в ферри- и антиферромагнетиках (при абс. нуле темп-ры) на число атомов - носителей М м. в единице объёма. Обычно эти средние атомные М. м. отличаются от М. м. изолированных атомов; их значения в магнетонах Бора n_в оказываются дробными (напр., в переходных d-металлах Fe, Co и Ni соответственно 2, 218 n_B) 1, 715 n_в и 0, 604 цв) Это различие обусловлено изменением движения d-электронов (носителей М. м.) в кристалле по сравнению с движением в изолированных атомах. В случае редкоземельных металлов (лантанидов), а также неметаллических ферро- или ферримагнитных соединений (напр., ферриты) недостроенные d- или f-слои электронной оболочки (основные атомные носители М. м.) соседних ионов в кристалле перекрываются слабо, поэтому заметной коллективизации этих слоев (как в d-металлах) нет и М. м. таких тел изменяются мало по сравнению с изолированными атомами. Непосредственное опытное определение М. м. на атомах в кристалле стало возможным в результате применения методов магнитной нейтронографии, радиоспектроскопии (ЯМР, ЭПР. ФМР и т. п.) и Мёссбауэра эффекта. Для парамагнетиков также можно ввести понятие среднего атомного М. м., к-рый определяется через найденную на опыте постоянную Кюри, входящую в выражение для Кюри закона или Кюри - Вепса закона (см. Парамагнетизм).

Лит.: Т а м м И. Е., Основы теории электричества, 8 изд., М., 1966; Ландау Л. Д. и Л и ф ш и ц Е. М., Электродинамика сплошных сред, М., 1959; Д о р ф м а н Я. Г., Магнитные свойства и строение вещества, М., 1955; Вонсовский С. В., Магнетизм микрочастиц, М., 1973. С. В. Вонсовский.

МАГНИТНЫЙ МОНОПОЛЬ. Законы природы обнаруживают большую степень подобия между электрическим и магнитным полями. Уравнения поля, установленные Дж. Максвеллом, одни и те же для обоих полей. Имеется, однако, одно большое различие. Частицы с электрич. зарядами, положительными и отрицательными, постоянно наблюдаются в природе, они создают в окружающем пространстве кулоновское электрич. поле. Магнитные же заряды, ни положительные, ни отрицательные, никогда не наблюдались по отдельности. Магнит всегда имеет два равных по величине полюса на двух своих концах - положительный и отрицательный, и магнитное поле вокруг него есть результирующее поле обоих полюсов.

Законы классич. электродинамики допускают существование частиц с одним магнитным полюсом - магнитных монополей и дают для них определённые уравнения поля и уравнения движения. Эти законы не содержат никаких запретов, в силу к-рых М. м. не могли бы существовать.

В квантовой механике ситуация несколько иная Непротиворечивые уравнения движения для заряженной частицы, движущейся в поле М. м., и для М. м., движущегося в поле частицы, можно построить только при условии, что электрич. заряд е частицы и магнитный заряд n М. м. связаны соотношением:

en = 1/2 nhc, (*) где h - Планка постоянная, с - скорость света, а п - положительное или отрицательное целое число. Это условие возникает вследствие того, что в квантовой механике частицы представляются волнами и появляются интерференционные эффекты в движении частиц одного типа под влиянием частиц другого типа. Если M/ м. с магнитным зарядом n существует, то формула (*) требует, чтобы все заряженные частицы в его окрестности имели заряд е, равный целому кратному величины hс/2n. Т. о., электрич. заряды должны быть квантованы.

Но именно кратность всех наблюдаемых зарядов заряду электрона является одним из фундаментальных законов природы. Если бы существовал М. м., этот закон имел бы естеств. объяснение. Никакого другого объяснения квантования электрич. заряда не известно.

Принимая, что е - заряд электрона, величина которого определяется соотношением e²/hc =1/137, можно чз формулы (*) получить наименьший магнитный заряд n_о монополя, определяемый равенством n_о²/hс = 137/4. Т. о., до значительно больше е. Отсюда следует, что трек быстро движущегося М. м. в Вильсона камере или в пузырьковой камере должен очень сильно выделяться на фоне треков других частиц. Были предприняты тщательные поиски таких треков, но до сих пор М. м. не были обнаружены.

М. м.- стабильная частица и не может исчезнуть до тех пор, пока не встретится с другим монополем, имеющим равный по величине и противоположный по знаку магнитный заряд. Если М. м. генерируются высокоэнергичными космическими лучами, непрерывно падающими на Землю, то они должны встречаться повсюду на земной поверхности. Их искали, но также не нашли. Остаётся открытым вопрос, связано ли это с тем, что М. м. очень редко рождаются, или же они вовсе не существуют, п. А. М. Дирак.

От редакции. Гипотеза о возможности существования М. м.- частицы, обладающей положительным или отрицательным магнитным зарядом, была высказана П. А. М. Дираком (1931), поэтому М. м. называют также монополем Дирака.

Лит.; D i г а с Р. А. М., Quantised singularities in the electromagnetic field, " Proceedings of the Royal Society", Ser. A, 1931, v. 133, № 821; Д э в о н с С., Поиски магнитного монополя, " Успехи физических наук", 1965, т. 85, в. 4, с. 755 - 60 (Дополнение Б. М. Болотовского, там же, с. 761-62); Ш в и н г е р Ю., Магнитная модель материи, там же, 1971, т. 103, в. 2, с. 355-65; Монополь Дирака. Сб. ст., пер. с англ., под ред. Б. М. Болотовского и Ю. Д. Усачева, М., 1970.

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС, участок поверхности намагниченного образца (магнита), на к-ром нормальная составляющая намагниченности J_n отлична от нуля. Если магнитный поток в образце и окружающем пространстве изобразить графически с помощью линий индукции магнитного поля, то М. п. будет соответствовать месту пересечения поверхности образца этими линиями (см. рис.). Обычно участок поверхности, из к-рого выходят силовые линии, наз. северным (N) или положительным М. п., а участок, в к-рый эти линии входят, - южным (S) или отрицательным. Одноимённые М. п. отталкиваются, разноимённые притягиваются. Если следовать аналогии с взаимодействием электрич. зарядов, то М. п. можно приписать отличную от нуля поверхностную плотность магнитных зарядов б_т = J_n, хотя в действительности магнитных зарядов не существует (см. Магнитный монополь). Отсутствие в природе магнитных зарядов приводит к тому, что линии магнитной индукции не могут прерываться в образце и у намагниченного образца наряду с М. п. одной полярности всегда должен существовать эквивалентный М. п. другой полярности. Для многих технич. целей используются магниты и электромагниты с большим числом пар М. п. (напр., в электрич. машинах постоянного тока).

В учении о земном магнетизме также рассматривают М. п. (см. Полюсы геомагнитные и Полюсы магнитные Земли). Стрелка магнитного компаса своим северным М. п. указывает направление на Сев. полюс Земли (точнее, на юж. М. п. Земли, к-рый расположен в Сев. полушарии), Южным полюсом - направление на Юж. полюс (сев. М. п. Земли).

Магнитное поле и полюсы (N и S) намагниченного стального стержня. Линиями со стрелками обозначены линии магнитной индукции (линии замыкаются в окружающем стержень пространстве).

Лит.: Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971; Яновский Б. М., Земной магнетизм, [3 изд.], т. 1, Л., 1964.

МАГНИТНЫЙ ПОТЕНЦИАЛОМЕТР, устройство для измерения разности магнитных потенциалов между двумя точками магнитного поля или магнитодвижущей силы по замкнутому контуру, к-рый охватывает проводники с током, создающие магнитное поле. Магнитный потенциал - условное понятие, т. к. в силу замкнутости силовых линий магнитного поля (отсутствия в природе магнитных зарядов) это поле не является потенциальным. Однако при технич. расчётах и измерениях часто пользуются понятием разности магнитных потенциалов (магнитного напряжения) U_магн между двумя точками поля, определяя U_магн как работу по перемещению единичного магнитного заряда между выбранными точками поля.

М. п. представляет собой индукционную катушку (катушку поля). Она имеет гибкий или жёсткий каркас (обычно плоский с постоянным сечением по длине), на к-ром равномерно намотана обмотка из тонкого провода (рис.). Концы обмотки присоединяются к измерителю, в качестве к-рого при измерениях в постоянных магнитных полях обычно применяют баллистич. гальванометр или микровеберметр, в переменных магнитных полях - вольтметр или осциллограф. Если такой М. п. находится в постоянном магнитном поле, причём его концы располагаются в точках с разными магнитными потенциалами, то магнитный поток, пронизывающий М. п.- потокосцепление потенциалометра, - пропорционален магнитному напряжению между его концами (U_магн). При удалении М. п. из поля, смыкании его концов или выключении поля происходит отброс стрелки баллистич. гальванометра, пропорциональный изменению по-токосцепления Ф. Измеряемое магнитное напряжение U_магн = Ф/k, где k - постоянная М. п. По величине U_магн рассчитывают среднюю напряжённость магнитного поля Н_СР между концами М. п.: H_ср = U_магн/l, где l - расстояние между фиксированными точками поля. Если М. п. замкнуть, охватив проводники с током, создающие магнитное поле, то измеренное ДФ пропорционально магнитодвижущей силе.

Схематическое изображение магнитных потенциалометров с катушкой поля: а - жёсткий дуговой потенциалометр, 6 - прямолинейный потенциалометр, в - потенциалометр на гибком каркасе (пояс Роговского). В - линии индукции магнитного поля.

М. п. можно измерять разности магнитных потенциалов (магнитодвижущую силу), начиная с 10^-3-10^-2 а (в Международной системе единиц магнитодвижущую силу измеряют в ампер-витках или амперах).

Лит.: К и ф е р И. И., Испытания ферромагнитных материалов, М., 1969; Чечерников В. И., Магнитные измерения, 2 изд., М., 1969. И. И. Кифер,

МАГНИТНЫЙ ПОТОК. поток магнитной индукции, поток Ф вектора магнитной индукции В через к.-л. поверхность. М. п. dФ через малую площадку dS, в пределах к-рой вектор В можно считать неизменным, выражается произведением величины площадки и проекции В_п вектора на нормаль к этой площадке, т. е. dФ = B_ndS. М. п. Ф через конечную поверхность S определяется интегралом: B_ndS. Для замкнутой поверхности этот интеграл равен нулю, что отражает соленоидальный характер магнитного поля, т. е. отсутствие в природе магнитных зарядов - источников магнитного поля. Единица М. п. в Международной системе единиц (СИ) - вебер, в СГС системе единиц - максвелл; 1 вб = 10⁸ мкс,

МАГНИТНЫЙ ПРОБОЙ, см. Пробой магнитный.

МАГНИТНЫЙ ПУСКАТЕЛЬ, электрический аппарат низкого напряжения, Предназначенный для дистанционного управления (пуска, остановки, изменения направления) и защиты асинхронных электродвигателей малой и средней мощности с короткозамкнутым ротором. Существуют М. п. нереверсивные и реверсивные; выпускаются также спец. М. п. для переключения обмоток многоскоростных электроприводов. М. п. состоят из контактора, кнопочного поста и теплового реле. Контактор М. п., как правило, имеет 3 гл. контактные системы (для включения в трёхфазную сеть) и от 1 до 5 блок-контактов. На рис. представлена схема нереверсивного М. п. переменного тока. При нажатии кнопки " пуск" на обмотку контактора ОР подаётся напряжение, контактор срабатывает, замыкая гл. контакты ГК и блок-контакты БК; БК шунтируют контакты нажатой кнопки, что позволяет отпустить её после запуска двигателя. С нажатием кнопки " стоп" цепь питания ОР разрывается и ГК размыкаются. При резком возрастании силы потребляемого тока вследствие перегрузки или неисправности электродвигателя срабатывает тепловое реле ТР а размыкает контакты КТР, включённые в цепь питания ОР. Номинальный ток срабатывания ТР от 0, 2 до 200 а. Реверсивные М. п. оборудованы двумя контакторами, сблокированными между собой механически и электрически, при этом во включённом положении может находиться лишь один из контакторов. При поочерёдном включении контакторов переключаются фазы питания и направление вращения электродвигателя изменяется. М. п. общего применения изготовляются на напряжения переменного тока 127, 220, 380 и 500 в; номинальный ток через силовые контакты от 6 до 400 а, номинальный ток блок-контактов 6-10 а. При нормальном режиме работы М. п. допускают 3-5 (иногда до 10) млн. циклов включение - выключение. М. п, могут работать с частотой 150-1200 вкл/ч, а М. п. малой мощности - с частотой до 3000 вкл/Ча Выпускаются М.п. в обыкновенном, защищённом и взрывобезопасном исполнении.

Схема нереверсивного магнитного пускателя: ГК -главные контакты; КТР -контакты теплового реле; ОР -обмотка контактора; ТР - тепловое реле; БК -блок-контакты; КП -кнопочный пульт; ЭД - электродвигатель.

Лит.: Бабвков М. А., Электрические аппараты, ч. 2, М., 1956; Ч у н и-х и н А. А., Электрические аппараты, М., 1967 В. К. Иванов.

МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС, избирательное поглощение веществом электромагнитных волн определённой длины волны, обусловленное изменением ориентации магнитных моментов электронов или атомных ядер. Энергетич. уровни частицы, обладающей магнитным моментом д, во внешнем магнитном поле Н расщепляются на магнитные подуровни, каждому из к-рых соответствует определённая ориентация магнитного момента д относительно поля Н (см. Зеемана эффект). Электромагнитное поле резонансной частоты w вызывает квантовые переходы между магнитными подуровнями. Условие резонанса имеет вид:

E = hw, где E- разность энергий между магнитными подуровнями, h - Планка постоянная.

Если поглощение электромагнитной энергии осуществляется ядрами, то М, р. наз. ядерным магнитным резонансом, ЯМР. Магнитные моменты ядер обусловлены их спинами I. Число ядерных магнитных подуровней равно 2I + 1, а расстояния между соседними подуровнями одинаковы и равны:
[ris]
где y - магнитомеханическое отношение. Отбора правила допускают переходы только между соседними подуровнями, поэтому всем переходам соответствует одинаковая резонансная частота (рис.), линии поглощения перекрываются и наблюдается одна линия.

Однако в нек-рых кристаллах для ядер со спином I > 1 возникает дополнительное смещение уровней, вызванное взаимодействием электрич. квадрупольного момента ядра с внеядерным неоднородным внутрикристаллич. электрич. полем Е в месте расположения ядра (см. Кристаллическое поле). В результате этого в спектре поглощения появляются дополнительные линии (см. Ядерный квадру-полъный резонанс, ЯКР).

М. р., обусловленный магнитными моментами электронов в парамагнетиках, наз. электронным парамагнитным резонансом (ЭПР). Спектр ЭПР зависит как от спина, так и от орбитального движения электронов, входящих в состав парамагнитных атомов и молекул, и обычно чувствителен к внутрикристаллическому полю в месте расположения парамагнитной частицы. В ферромагнетиках и антиферромагнетиках электронный М. р. наз. соответственно ферромагнитным резонансом и антиферромагнитным резонансом.

Расщепление уровней энергии во внешнем магнитном поле H₀ в случае ядерного магнитного резонанса при I =3/2.

Во многих случаях полезно классич. описание М- р., основанное на том, что магнитный момент частицы д испытывает во внешнем магнитном поле Н Лармора прецессию около направления вектора Н с частотой со = уН. Переменное магнитное поле H₁, перпендикулярное Н и вращающееся синхронно с n, т. е. с частотой со, оказывает постоянное воздействие на магнитный момент, к-рое и ведёт к изменению его ориентации в пространстве.

К М. р. иногда относят также наблюдаемый в металлах и полупроводниках, помещённых в постоянное магнитное поле, циклотронный резонанс - резонансное поглощение электромагнитной энергии, связанное с периодич. движением электронов проводимости и дырок в плоскости, перпендикулярной полю Н (см. Лоренца сила, Диамагнетизм).

Лит.: С л и к т е р Ч., Основы теории магнитного резонанса, пер. с англ., М., 1967; Абрагам А., Ядерный магнетизм, пер. с англ., М., 1963; Альтшуяер С. А., Козырев Б. М., Электронный парамагнитный резонанс, М., 1961. В. А. Ацаркин,

МАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, усилитель электрич. 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 к-рых действуют 2 переменных магнитных поля; одно изменяется с частотой источника питания, другое - с частотой усиливаемого сигнала. Простейший М. у. состоит из 2 замкнутых магнитол роводов, обмотки к-рых 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 к.-л. изменения силы тока i₁ в первичных обмотках. Если по обмоткам W₂ пропустить постоянный ток, то вследствие нелинейного характера кривой намагничивания сердечников динамич. магнитная проницаемость уменьшается и соответственно уменьшается индуктивность L₁ первичных обмоток, при этом ток в обмотках возрастает. Устройство, собранное по схеме на рис. (без сопротивления нагрузки RK), наз. управляемым дросселем, к-рый 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 = V) изменяющегося тока i₂.

М. у. принципиально отличается от лампового и транзисторного усилителей тем, что усиливаемый сигнал изменяет не внутр. сопротивление лампы (транзистора), а индуктивность L₁, включённую последовательно с нагрузкой R_H, в результате чего изменяется протекающий через нагрузку ток. М. у. по существу является модулятором, в к-ром 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.

Схема простейшего магнитного усилителя: ~U-переменное напряжение; R_H - сопротивление нагрузки; W₁ - первичные обмотки; W₂-вторичные обмотки; МС - магнитные сердечники; = U - постоянное напряжение; i₁ - ток в первичной обмотке; i_г - ток во вторичной обмотке (усиливаемый сигнал).

Коэфф. усиления по току K_i и по мощности К_р для простейших М. у. равны:
[ris]

где R_y - активное сопротивление обмоток W₂, i_cp - приращение тока нагрузки, соответствующее приращению тока сигнала i₂, п₁ и n₂ - число витков в первичной и вторичной обмотках. По сравнению с ламповыми и полупроводниковыми усилителями М. у. имеют относительно высокую инерционность, к-рая объясняется гл. обр. отставанием во времени изменения тока i₂в управляющей обмотке от изменения напряжения, подаваемого на вход М. у. Поэтому их применяют преим. 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., шунтированием 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 др. 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 коэфф. усиления, частоты усиливаемых колебаний, области использования. М. у. имеют самое разнообразное применение- от точных измерит, приборов до устройств автоматич. управления мощными производств, агрегатами (прокатными станами, экскаваторами и т. п.). Широкое применение М. у. обусловлено преимуществами: большим сроком службы, высокой надёжностью, простотой обслуживания, значит, коэфф. усиления, низким порогом чувствительности для сигналов постоянного тока (10^-19-10^-17 вm), широким диапазоном усиливаемых мощностей - от 10^-13-10^-6 вт до неск. десятков и даже сотен квт, постоянной готовностью к работе, возможностью суммировать на входе неск. управляющих сигналов, значит, 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.

МАГНИТОБИОЛОГИЯ, 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 биол. происхождения. Сведения о влиянии искусств, магнитных полей (МП) на организм человека появились в глубокой древности. О лечебных свойствах магнита упоминали Аристотель (4 в. до н. э.) и Плиний Старший (1 в. н. э.), нем. врач Парацельс (16 в.) и англ, естествоиспытатель У. Гильберт (17 в.). В древности часто преувеличивали леч. свойства магнита, считая, что им можно вылечить любую болезнь и даже вернуть молодость. Европ. медики 19 в. (среди них франц. невропатолог Ж. М. Шарко и рус. клиницист С. П. Боткин) указывали на успокаивающее действие МП на нервную систему. В нач. 20 в. применение МП в физиотерапии было вытеснено более мощными средствами электротерапии (диатермия, поле УВЧ и т. п.). Интенсивное развитие М. начинается с 60-х гг. в связи с зарождением космической биологии. Большинство работ по М. посвящено изучению биол. действия усиленных (по сравнению с геомагнитным полем) искусств. МП. Напряжённость этих МП варьировала от долей эрстеда до 140 000 эрстед, чаще всего изучали биол. действие МП напряжённостью неск. 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.