capteurs

Les amplificateurs magnétiques ne font pas partie des systèmes de transmission à distance. Ils sont
partie intégrante - au même titre que les synchro - des servomécanismes, par exemple ils sont très
nombreux dans le pilote automatique PB10 du Lockheed Constellation L.1049 puis PB20 des L.1649
et du Boeing 707 ; il m'a donc semblé nécessaire d'en donner des explications.
C'est un composant quasiment oublié aujourd'hui mais il y a quelques années on en trouvait tout de
même dans quelques applications en télévision couleur. Il était notamment utilisé comme
modulateur de correction de coussin Est-Ouest et régulateur de largeur du balayage ligne. Ils sont
toujours utilisés en configuration push-pull, relais, gradateur de lumière pour « fondu enchaîné »,
régulateur dans les alimentations à découpage modernes, commande de vitesse par variation de
l'excitation d'un moteur, ou encore en aéronautique du fait de leur très grande fiabilité.
4. Amplificateur Magnétique
Remettons-nous dans le contexte technologique des années 1950.
1. INTRODUCTION.
La nécessité de l'amplification des signaux électriques est trop évidente pour qu'il soit nécessaire de
la justifier sur de nombreux exemples. Qu'il s'agisse d'une antenne de récepteur radio, d'une cellule
photoélectrique, d'un synchro-transmetteur, d'un pont de Wheatstone détecteur de déséquilibre ou
d'un lecteur de disques, dans tous les cas l'énergie recueillie est trop faible peur actionner l'organe
récepteur : haut-paRLeur, appareil de mesure, indicateur, résistance de chauffage, graveur, moteur
électrique, etc.
L'amplification est assurée au moyen de relais dont les plus utilisés sont :
les tubes électroniques,
les transistors,
les amplificateurs magnétiques.
Bien que les domaines d'application de ces éléments se recouvrent quelque peu, leurs avantages et
leurs inconvénients respectifs peuvent décider du choix d'un type d'amplificateur.
Les tubes à vide et les transistors ont le monopole des applications exigeant le respect de la forme
des signaux : enregistrement sonore, communications, télévision, certaines mesures, etc., avec un
avantage à l'actif des transistors en ce qui concerne la robustesse, la durée de vie et la facilité
d'alimentation électrique. Les tubes électroniques reprennent l'avantage dans le domaine des
fréquences très élevées et de plus, sont pratiquement insensibles aux variations de température
ambiante auxquelles les transistors doivent une part de leurs limitations.

Les amplificateurs magnétiques ne peuvent prétendre jouer le moindre rôle dans les applications
citées précédemment car, et nous le verrons dans la suite de cette étude, ils ne respectent pas la
forme des signaux amplifiés. Mais dans tous les cas où le récepteur utilisé n'est pas affecté par la
forme du signal reçu, les amplificateurs magnétiques se posent en concurrents très sérieux des tubes
et transistors, pouvant même les supplanter par certaines de leurs qualités. La restriction précédente
quant à la forme du signal laisse le champ libre à l'utilisation des amplificateurs magnétiques dans
tous les cas où le récepteur est alimenté en courant continu et ils sont nombreux
Moteurs électriques utilisés dans les servomécanismes,
Résistances de chauffage.
Relais.
Électroaimants.
Inducteurs de génératrices (régulation des dynamos et alternateurs).
Nous retrouverons certains de ces éléments en courant alternatif : les moteurs asynchrones
particulièrement.
Étant donné l'importance grandissante des servomécanismes, on conçoit sans peine que l'utilisation
des amplificateurs magnétiques ne cesse d'augmenter.
Les avantages essentiels pouvant faire pencher la balance en leur faveur lors du choix d'un type
d'amplificateur sont
Leur robustesse inégalable. Les amplificateurs magnétiques sont construits à la manière des
transformateurs. Ce sont des organes statiques, ne présentant pratiquement pas d'usure et d'un
entretien pratiquement nul.
Rendement important.
Consommation à vide est presque nulle
Amplification en puissance très importante puisque quelques microwatts peuvent se transformer en
kilowatts.
l'amplification très faciles des courants continus.
Quant à leurs défauts, nous citerons :
la déformation des signaux.
le temps de réponse, beaucoup plus élevé que celui des tubes ou des transistors, et qui limite leur
utilisation à la basse fréquence.
le poids élevé lorsque la fréquence de l'alimentation est de 50 ou 60 Hz (Ne pose pas de problème
avec le 400 Hz aéronautique).

2. PRINCIPE DE BASE ET CONSTITUTION.
Le principe de base de l'amplificateur magnétique réside dans le contrôle de l'intensité IL d'un
courant qui traverse une résistance de charge RL en série avec une bobine Z enroulée sur un noyau
magnétique.
Ce résultat est obtenu par modification de l'état magnétique du noyau — par suite de la variation de
flux — grâce à un enroulement auxiliaire traversé par un courant de commande.
Ampli magnétique
Ainsi, dans sa constitution élémentaire, un amplificateur magnétique comprendra
Un circuit magnétique en forme de tore supportant deux bobinages, dont l'un L en série avec la
résistance de charge RL, est soumis à une tension alternative développée par la source (A) et
présente ainsi au passage du courant une impédance Z.
L'autre enroulement auxiliaire, traversé par un courant continu, courant de commande, crée un
champ magnétique superposé au champ d'origine alternative.
Il est bien évident que la superposition de ces champs provoque une modification de la perméabilité
du circuit magnétique, et partant de la valeur de Z, ainsi que de celle du courant alternatif traversant
la résistance de charge RL.
3. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT.
Comme le but à rechercher est de provoquer la saturation du noyau magnétique pour obtenir une
variation de courant (fournissant le signal de sortie) circulant dans RL, il convient d'examiner ce qui
se passe dans le circuit lorsque la valeur du signal d'entrée (courant de commande) varie :
a/ Absence du signal de commande.
Le noyau magnétique n'est pas saturé ; le bobinage Z présente donc un maximum d'impédance,
tandis que le courant IL est minimum ; la tension U aux bornes de la charge RL est également
minimum, ainsi que la puissance dissipée RLIL2.
b/ Application du signal de commande.

Dans ce cas, le courant de commande traversant l'enroulement auxiliaire, engendre un flux Q (qui est
fonction de la valeur IC) et provoque, de ce fait, une saturation du noyau plus ou moins grande, d'où
diminution de l'impédance Z.
Cette diminution s'explique par le fait qu'à la saturation, la perméabilité du noyau est voisine de celle
de l'air.
Le courant IL augmente, la chute de tension croît ainsi que la puissance dissipée dans la résistance de
charge RL.
Il y a alors amplification si les variations de puissance recueillies aux bornes de la résistance de
charge sont plus grandes que l'énergie demandée au signal de commande pour faire varier Z.
4. MONTAGES PRATIQUES.
1°/ Cas d'une inductance saturable.
Ampli magnétique
Dans ce montage de base, deux circuits magnétiques sont utilisés. Les enroulements continus Al-A2
sont en série ; les enroulements L1-L2 parcourus par le courant alternatif sont en parallèle.
Les flux alternatifs dans L1 et L2 induisent des tensions alternatives dans les enroulements continus
Al-A2 ; mais ces tensions sont en opposition et s'annulent. En outre, à chaque alternance, l'une des
deux inductances L1 ou L2 saturée par le courant de commande, est parcourue par un courant
important.
2°/ Ampli magnétique à autosaturation.
À l'inverse de ce qui se passe dans les inductances saturables le courant fourni par la source
d'alimentation alternative sera utilisé pour saturer lui-même le circuit magnétique, d'où son
appellation d'amplificateur auto saturable.
Le courant de commande aura un sens tel qu'il s'opposera à la saturation.
1er Exemple : Amplificateur du type monophasé.
Ampli magnétique
Dans ce montage, une diode interdit toute inversion de courant dans la résistance de charge.

Il n'y a pas de courant IL pendant les alternances négatives et le flux produit par IL est toujours de
même sens.
Par construction, un faible courant IL suffira pour saturer le noyau.
Le flux produit par le courant de commande IC s'oppose à celui produit par IL, et tend donc, suivant
sa valeur, à éviter ou à retarder la saturation.
Le courant IC a un sens constant et les deux flux sont toujours en opposition.
2è exemple : Amplificateur de type biphasé.
Ampli magnétique
Dans ce montage, deux circuits magnétiques et quatre enroulements sont utilisés ; des diodes et les
enroulements sont disposés de telle sorte que les courants IL et IC produisent des flux opposés.
Lorsque la borne A est positive, c'est le circuit (A) qui est saturé et qui débite.
Lorsque la borne B est positive, le circuit (B) se sature et débite à son tour. Dans ce circuit, RL est
alimentée en courant alternatif.
L'augmentation de l'intensité du courant de commande entraîne la dénaturation du noyau
magnétique et, en conséquence, une diminution du courant dans le circuit d'utilisation représenté
par RL.
3°/ Montage à sortie continue.
Ampli magnétique
Dans ce montage qui permet l'utilisation des deux alternances avec alimentation de la charge en
courant continu, deux circuits magnétiques et quatre enroulements sont utilisés ; ceux-ci sont
disposés de telle sorte que les courants IL et IC produisent toujours des flux opposés (indiqués par les
flèches). Deux diodes sont utilisées, l'alimentation doit se faire par un transformateur à prise
médiane.
4°/ Montage différentiel à sortie continue.
Ampli magnétique