Номера элементов аналогичные рис. 6.19; h - напряжённость магнитного поля; нумерация на выносных осциллограммах следующая: 1, 2 - первый и второй возбуждающие лазерные импульсы; фэ - фотонное эхо

Таким образом, работа датчика тока, показанного на рис. 6.19, использующего нефарадеевский поворот вектора поляризации фотонного эха, отличается от вышеописанной, использующей эффект Фарадея, следующим. С источника лазерного излучения вместо непрерывного света периодически поступают пары лазерных импульсов, разделённых временным интервалом τ. Эти импульсы, пройдя через поляризационную призму 11, кювету с резонансным газом (в обе стороны), ослабляются поляризационной призмой 12. Полезным сигналом, несущим информацию о токе ЛЭП, создающим магнитное поле, является формирующийся в резонансной среде сигнал фотонного эха, а не возбуждающее лазерное излучение. Интенсивность составляющей сигнала фотонного эха, ортогонально ориентированной по отношению к направлению линейной поляризации возбуждающих лазерных импульсов, несёт информацию об угле нефарадеевского поворота вектора поляризации эхо-сигнала и, соответственно, о величине тока ЛЭП. В данном случае источник возбуждающего излучения и регистрирующая аппаратура отделены от токопровода ЛЭП или другого высоковольтного оборудования большим расстоянием. Связаны они только световым сигналом, что обеспечивает все условия их электрической изоляции.

Отличие между характеристиками двух используемых методов:

1. Эффект Фарадея зависит от длины пути и от Н. Поворот фотонного эха зависти от Н и от интервала между возбуждающими импульсами τ, но не зависит от длины пути в резонансной среде.

2. Эффект нефарадеевского поворота чувствительнее более чем в 1000 раз к магнитному полю; также он позволяет плавно изменять диапазон измеряемых токов за счёт изменения интервала τ. С помощью фотонного эха можно получен электронно перестраиваемый датчик тока, работающий при любых токах и напряжениях.

6.10. Магнитный усилитель

Магнитный усилитель – усилитель электрических сигналов, основанный на использовании присущей ферромагнитным материалам нелинейной зависи­мости магнитной индукции В от напряженности магнитного поля Н. Управ­ляемыми элементами в магнитном усилителе являются индуктивности с фер­ромагнитными сердечниками, в которых действуют два переменных магнит­ных поля: одно изменяется с частотой источника питания f_c, другое – с часто­той усиливаемого сигнала f_y, причем f_y<f_c.

Простейший магнитный усилитель состоит из двух одинаковых трансфор­маторов, первичные обмотки которых W1 включены последовательно и пи­таются от источника переменного напряжения U_с (рис. 6.21)

Рис. 6.21. Схема магнитного усилителя (управляемого дросселя)

Вторичные обмотки W2 двух трансформаторов включаются последователь­но и навстречу друг другу, поэтому замыкание обмоток W2 на небольшое со­противление не вызывает какого-либо изменения величины тока i₁ в первич­ных обмотках. Если по обмоткам W2 пропустить постоянный ток, то вслед­ствие нелинейного характера кривой намагничивания сердечников динамиче­ская магнитная проницаемость  (проницаемость для переменного магнитно­го потока) уменьшается. В соответствии с этим уменьшается индуктивность L₁, связанная с  соотношением:

L₁=2[0,4W₁²S /l ·10⁸], (6.3)

где S – площадь поперечного сечения одного сердечника в см²;

l – его средняя длина в см;

W₁ – число витков первичных обмоток.

При этом ток в обмотках W₁ возрастает в соответствии с формулой:

(6.4)

где R- активное сопротивление первичной цепи.

Такое устройство называется дросселем насыщения или управляемым дрос­селем. Управляемый дроссель становится усилителем, если последовательно с его обмотками W₁ включить активное сопротивление R_н (пунктир на рис. 6.21), а вместо постоянного тока в обмотку W₂ подать усиливаемый сиг­нал постоянного или медленно изменяющегося (по-сравнению со скоростьюизменения питающего напряжения U_с) тока I_у, большие непериодические пе­ренапряжения можно подавать с помощью параллельного подключения кон­денсаторов. В этом случае важнее знать энергию этих перенапряжений, чем их амплитуду. Поэтому рекомендуется, чтобы энергия непериодических пере­напряжений в сетях напряжением до 260 В, от которых питаются автономные преобразователи, не превышая 4 Дж. При более высоких напряжениях эта энергия может превышать 4 Дж, однако в этом случае необходимо согласова­ние с изготовителем преобразователя.