O Amplificador Magnético Rotativo (RMA) — também chamado Amplificador Magnético (Mag Amp) com fluxo rotativo — é um dispositivo estático (sem partes móveis) que usa modulação saturação para amplificar sinais CC ou baixa frequência. Apesar do nome, a "rotação" refere-se ao vetor campo magnético rotativo em núcleo multi-perna, não rotação mecânica. Foi amplamente usado em 1940s–1970s controle tiro naval, radar, regulação fontes chaveadas antes eletrônica estado sólido superá-lo.
Conceito Central: Modulação Fluxo Via Saturação
Indutância reator saturável muda dramaticamente conforme núcleo entra/sai saturação. Aplicando corrente controle CC a enrolamento controle, ponto operação núcleo desloca, modulando corrente carga CA em enrolamento carga separado.
Topologia RMA: Núcleo Três Pernas (Típico)
┌──────────────┐ │ Controle │ Nc espiras, corrente CC Ic │ Enrolamento │ ┌───┤ (Perna Central) ├───┐ │ └──────────────┘ │ │ │ │ │ ┌────┴────┐ │ │ │ │ │ ▼ ▼ ▼ ▼ ┌───────┐ ┌───────────┐ ┌───────┐ │ Carga │ │ CA │ │ Carga │ │ Enrol.│ │ Fonte │ │ Enrol.│ │ L1 │ │ (1φ/3φ) │ │ L2 │ └───┬───┘ └───────────┘ └───┬───┘ │ │ └──────────┬───────────────┘ │ [Carga]
- Perna Central: Enrolamento controle (CC). Satura perna central.
- Pernas Externas: Enrolamentos carga idênticos (CA), conectados série-oposição.
- Rotação Fluxo: Fluxo CA alterna entre pernas externas. Fluxo controle CC "direciona" ou "rotaciona" caminho fluxo CA — daí "amplificador magnético rotativo".
Modos Operacionais
| Modo | Conexão Controle | Função Transferência | Aplicação |
|---|
| Série (Auto-Sat) | Corrente carga retificada → enrolamento controle | Não-linear, auto-regulável | Carregadores bateria, corrente constante |
| Paralelo (Excitação Separada) | Sinal controle CC independente | Amplificação linear(izada) | Servo, controle processo, reguladores V/I |
| Diferencial | Dois enrolamentos controle, opostos | Iout ∝ (Ic1 - Ic2) | Push-pull, amplificação erro |
Características Principais
- Ganho Potência: 10³–10⁶ (mW controle → kW carga).
- Eficiência: 85–95% (apenas perdas núcleo; sem dissipação dispositivo ativo).
- Largura Banda: Limitada dinâmica núcleo — tipicamente < 100 Hz (até 1 kHz núcleos especiais).
- Isolamento: Isolamento galvânico inerente (controle ↔ carga).
- Confiabilidade: Sem semicondutores, sem juntas solda caminho potência — MTBF > 50 anos.
- Ambiente: Imune radiação, EMP, extremos temperatura (-55°C a +125°C).
Aplicações (Históricas e Nicho Atual)
- Controle Tiro Naval (Mk 56, Mk 68): Amplificava sinais erro para acionar servos hidráulicos.
- Moduladores Radar: Formação pulso alta potência (klystron/magnetron).
- Reguladores Potência Satélite (1960s–80s): Mag amp série regulava tensão barramento (radiação hard).
- Fontes Solda: Controle corrente/tensão constante (pesado).
- Utilidade Elétrica: Reguladores tensão (controle tensão alimentador), sistemas excitação.
- Nicho Moderno: Sistemas segurança nuclear (radiação hard), aeroespacial (sobrevivência EMP), industrial alta confiabilidade.
Por Que Foram Substituídos
| Fator | Amplificador Magnético | Estado Sólido (Tiristor/Transistor) |
|---|
| Tamanho/Peso | Grande (kg–toneladas) | Compacto (g–kg) |
| Largura Banda | < 1 kHz | > 100 kHz |
| Flexibilidade Controle | Função fixa | Programável (MCU/DSP) |
| Custo (Moderno) | Alto (núcleos enrolados custom) | Baixo (Si mass-produced) |
| Expertise Projeto | Raro (projeto magnético) | Comum (projeto circuito) |
Equivalente Moderno: Reator Saturável em Fontes Chaveadas
O princípio amplificador magnético vive em reguladores pós mag-amp em fontes chaveadas multi-saída:
- Controla saídas auxiliares (3,3 V, 5 V) atrasando reset indutor saída.
- Atua como chave magnética — sem dispositivos ativos no secundário.
- Usado em fontes servidores, retificadores telecom (eficiência > 95%).
O RMA é uma obra-prima engenharia magnética — robusto, isolado, alto ganho, mas obsoleto para uso geral. Seu legado continua em todo regulador pós mag-amp e nos sistemas radiação-hard que ainda confiam física sobre silício.
Amplificadores para Carro
