Il rivale dimenticato del tubo a vuoto

Gli amplificatori magnetici, l’alternativa tecnologica del Terzo Reich, sono durati fino all’era di Internet

Gli amplificatori magnetici sono stati utilizzati nell'Univac Solid State, mostrato qui mentre veniva utilizzato nel 1961 dalla pionieristica scienziata informatica Grace Hopper.

Durante la Seconda Durante la Seconda Guerra Mondiale, l'esercito tedesco sviluppò quelle che all'epoca erano tecnologie molto sofisticate, compresi i razzi V-2 che utilizzarono per far piovere distruzione su Londra. Eppure il V-2, insieme a molto altro hardware militare tedesco, dipendeva da un componente oscuro e apparentemente antiquato di cui probabilmente non hai mai sentito parlare, qualcosa chiamato amplificatore magnetico o amplificatore magnetico.

Negli Stati Uniti, gli amplificatori magnetici erano stati a lungo considerati obsoleti: "troppo lenti, ingombranti e inefficienti per essere presi sul serio", secondo una fonte. Pertanto gli esperti di elettronica militare statunitensi di quell'epoca rimasero sconcertati dall'ampio uso tedesco di questo dispositivo, di cui vennero a conoscenza per la prima volta interrogando i prigionieri di guerra tedeschi. Cosa sapevano gli ingegneri del Terzo Reich che era sfuggito agli americani?

Dopo la guerra, gli ufficiali dell’intelligence americana setacciarono la Germania alla ricerca di utili informazioni scientifiche e tecniche. Quattrocento esperti esaminarono miliardi di pagine di documenti e spedirono negli Stati Uniti 3,5 milioni di pagine microfilmate, insieme a quasi 200 tonnellate di attrezzature industriali tedesche. In questa massa di informazioni e apparecchiature si nascondeva il segreto degli amplificatori magnetici tedeschi: leghe metalliche che rendevano questi dispositivi compatti, efficienti e affidabili.

Gli ingegneri statunitensi furono presto in grado di riprodurre quelle leghe. Di conseguenza, gli anni '50 e '60 videro una rinascita degli amplificatori magnetici, durante i quali furono ampiamente utilizzati nell'industria militare, aerospaziale e in altri settori. Sono comparsi anche in alcuni dei primi computer digitali a stato solido prima di lasciare il posto ai transistor. Al giorno d'oggi, quella storia è quasi dimenticata. Quindi qui vi offrirò la storia poco conosciuta dell'amplificatore magnetico.

Un amplificatore, per definizione, è un dispositivo che consente a un piccolo segnale di controllarne uno più grande. Un vecchio tubo a vuoto a triodo fa ciò utilizzando una tensione applicata al suo elettrodo a griglia. Un moderno transistor ad effetto di campo lo fa utilizzando una tensione applicata al suo gate. L'amplificatore magnetico esercita il controllo elettromagnetico.

Gli amplificatori magnetici furono usati per una varietà di applicazioni, inclusi i famigerati razzi V-2 [in alto] che l'esercito tedesco impiegò durante la Seconda Guerra Mondiale e nel computer Magstec [al centro], completato nel 1956. Il computer britannico Elliot 803 di 1961 [in basso] utilizzava la logica del core-transistor correlata. Dall'alto: foto Fox/Getty Images; Remington Rand Univac; Archivio Smith/Alamy

Per capire come funziona, consideriamo innanzitutto un semplice induttore, ad esempio un filo avvolto attorno a un'asta di ferro. Un tale induttore tenderà a bloccare il flusso di corrente alternata attraverso il filo. Questo perché quando scorre corrente, la bobina crea un campo magnetico alternato, concentrato nella barra di ferro. E quel campo magnetico variabile induce tensioni nel filo che agiscono per opporsi alla corrente alternata che ha creato il campo in primo luogo.

Se un tale induttore trasporta molta corrente, l'asta può raggiungere uno stato chiamato saturazione, in cui il ferro non può magnetizzarsi più di quanto non lo sia già. Quando ciò accade, la corrente passa attraverso la bobina praticamente senza ostacoli. La saturazione è solitamente indesiderabile, ma l'amplificatore magnetico sfrutta questo effetto.

Fisicamente, un amplificatore magnetico è costruito attorno a un nucleo metallico di materiale che può essere facilmente saturato, tipicamente un anello o un anello quadrato con un filo avvolto attorno ad esso. Un secondo filo avvolto anch'esso attorno al nucleo forma un avvolgimento di controllo. L'avvolgimento di controllo comprende molte spire di filo, quindi facendo passare una corrente continua relativamente piccola attraverso di esso, il nucleo di ferro può essere forzato dentro o fuori dalla saturazione.

L'amplificatore magnetico si comporta quindi come un interruttore: quando è saturo, lascia passare senza ostacoli la corrente alternata nel suo avvolgimento principale; quando è insaturo, blocca quella corrente. L'amplificazione si verifica perché una corrente di controllo CC relativamente piccola può modificare una corrente di carico CA molto maggiore.