جهاز التصحيح | مبدأ البناء وطريقة العمل

جهاز نوع المصحح للتيار يقيس الجهد والتيار المتغيرين بمساعدة عناصر تصحيح التيار وأجهزة من نوع ملف دائري دائم المغناطيس. ومع ذلك، فإن الوظيفة الأساسية لأجهزة نوع المصحح للتيار هي العمل كمقياس جهد. الآن يجب أن يطرأ في ذهننا سؤال: لماذا نستخدم أجهزة نوع المصحح للتيار بشكل واسع في العالم الصناعي رغم وجود العديد من مقاييس الجهد المتغير الأخرى مثل أجهزة نوع الكهرودينامومتر وأجهزة نوع الحرارية؟ الإجابة على هذا السؤال بسيطة جداً وهي كالتالي.

1. تكلفة أجهزة نوع الكهرودينامومتر أعلى بكثير من تكلفة أجهزة نوع المصحح للتيار. ومع ذلك، فإن دقة أجهزة نوع المصحح للتيار تساوي دقة أجهزة نوع الكهرودينامومتر. لذا يفضل استخدام أجهزة نوع المصحح للتيار بدلاً من أجهزة نوع الكهرودينامومتر.

2. أجهزة نوع الحرارية أكثر رقة من أجهزة نوع المصحح للتيار. ومع ذلك، فإن أجهزة نوع الحرارية تستخدم بشكل أوسع عند الترددات العالية جداً.

قبل أن ننظر في مبدأ البناء وعمل أجهزة نوع المصحح للتيار، هناك حاجة لمناقشة تفصيلية حول خصائص الجهد والتيار للمصحح المثالي والمصحح العملي المعروف باسم الداود. لنناقش أولاً الخصائص المثالية للمصحح. ما هو المصحح المثالي؟ المصحح هو الذي يقدم مقاومة صفرية إذا كان متحيزاً للأمام ويقدم مقاومة لا نهائية إذا كان متحيزاً للخلف.

تُستخدم هذه الخاصية لتصحيح الجهود (يعني التصحيح تحويل الكمية المتغيرة إلى كمية مباشرة أي التيار المتردد إلى التيار المستمر). ضَع في اعتبارك مخطط الدائرة أدناه.

في مخطط الدائرة المعطى، يتم توصيل الداود المثالي بالسلسلة مع مصدر الجهد وممانعة الحمل. عندما نجعل الداود متحيزاً للأمام، فإنه يوصل بشكل مثالي ويقدم مسار مقاومة صفرية. وبالتالي يتصرف كدائرة قصيرة. يمكننا جعل الداود متحيزاً للأمام بتوصيل الطرف الموجب للبطارية بالأقطاب الموجبة والطرف السالب بالقطبين السالبين. يتم عرض خصائص الجهد والتيار للمصحح أو الداود في خصائص الجهد والتيار.

الآن عندما نطبق جهد سالب، أي بتوصيل الطرف السالب للبطارية بالأقطاب الموجبة للداود والطرف الموجب للبطارية بالقطبين السالبين للداود. بسبب التحيز للخلف، فإنه يقدم مقاومة كهربائية لا نهائية وبالتالي يتصرف كدائرة مفتوحة. يتم عرض الخصائص الكاملة للجهد والتيار أدناه.

لنعتبر مرة أخرى نفس الدائرة ولكن الفرق هنا هو أننا نستخدم المصحح العملي بدلاً من المثالي. المصحح العملي له بعض الجهد المانع الأمامي المحدود والجهد المانع العالي للخلف. سنقوم بتطبيق نفس الإجراء للحصول على خصائص الجهد والتيار للمصحح العملي. عندما نجعل المصحح العملي متحيزاً للأمام، فإنه لا يوصل حتى يكون الجهد المطبق أكبر من الجهد المانع الأمامي أو يمكننا القول الجهد الركعي. عندما يصبح الجهد المطبق أكبر من الجهد الركعي، فإن الداود أو المصحح سيأتي تحت وضع التوصيل. وبالتالي يتصرف كدائرة قصيرة ولكن بسبب بعض المقاومة الكهربائية يوجد فرق جهد عبر هذا الداود العملي. يمكننا جعل المصحح متحيزاً للأمام بتوصيل الطرف الموجب للبطارية بالأقطاب الموجبة والطرف السالب بالقطبين السالبين. يتم عرض خصائص الجهد والتيار الأمامية للمصحح العملي أو الداود في خصائص الجهد والتيار. الآن عندما نطبق جهد سالب، أي بتوصيل الطرف السالب للبطارية بالأقطاب الموجبة للداود والطرف الموجب للبطارية بالقطبين السالبين للمصحح. بسبب التحيز للخلف، فإنه يقدم مقاومة محدودة والجهد السالب حتى يكون الجهد المطبق مساوياً للجهد المانع للخلف وبالتالي يتصرف كدائرة مفتوحة. يتم عرض الخصائص الكاملة أدناه

الآن يستخدم أجهزة نوع المصحح للتيار نوعين من دوائر المصحح:

دوائر المصحح لنصف الموجة في أجهزة نوع المصحح للتيار

لنعتبر دائرة المصحح لنصف الموجة أدناه حيث يتم توصيل المصحح بالسلسلة مع مصدر جهد جيب تمامي، جهاز من نوع ملف دائري دائم المغناطيس وممانعة مضاعفة.

وظيفة هذه الممانعة الكهربائية هي تقييد التيار المستهلك بواسطة جهاز من نوع ملف دائري دائم المغناطيس. من الضروري جداً تقييد التيار المستهلك بواسطة جهاز من نوع ملف دائري دائم المغناطيس لأن زيادة التيار عن تصنيف التيار لـ PMMC يؤدي إلى تدمير الجهاز. الآن نقسم عملية التشغيل إلى جزأين. في الجزء الأول نطبق جهد مستمر ثابت على الدائرة. في مخطط الدائرة نفترض أن المصحح مثالي.

لنفترض أن ممانعة المضاعف هي R، وأن ممانعة جهاز ملف دائري دائم المغناطيس هي R1. ينتج الجهد المستمر انحرافاً كاملاً بمقدار I=V/(R+R1) حيث V هو قيمة الجذر التربيعي المتوسطة للجهد. الآن لنعتبر الحالة الثانية، في هذه الحالة نطبق جهد جيب تمامي متغير على الدائرة v =Vm × sin(wt) وسنحصل على الشكل الموجي للإخراج كما هو موضح. في نصف الدورة الموجبة، سيقوم المصحح بالتوصيل وفي نصف الدورة السالبة لا يقوم بالتوصيل. لذا سنحصل على نبضة جهد على جهاز ملف دائري دائم المغناطيس والتي تنتج تياراً متذبذباً وبالتالي تنتج عزم دوران متذبذب.

سيكون الانحراف الناتج يتوافق مع القيمة المتوسطة للجهد. لذا دعنا نحسب القيمة المتوسطة للتيار، من أجل حساب القيمة المتوسطة للجهد علينا دمج التعبير اللحظي للجهد من 0 إلى 2 pi. لذا تكون القيمة المتوسطة المحسوبة للجهد 0.45V. مرة أخرى لدينا V وهو قيمة الجذر التربيعي المتوسطة للتيار. وهكذا نستنتج أن الحساسية للمدخل المتغير هي 0.45 مرة الحساسية للمدخل المستمر في حالة المصحح لنصف الموجة.

دوائر المصحح الكاملة للموجة في أجهزة نوع المصحح للتيار

لنعتبر دائرة المصحح الكاملة للموجة أدناه.

لقد استخدمنا هنا دائرة مصحح برج كما هو موضح. مرة أخرى نقسم عملية التشغيل إلى جزأين. في الجزء الأول نحلل الإخراج بتطبيق جهد مستمر وفي الآخر نطبق جهد جيب تمامي على الدائرة. يتم توصيل ممانعة مضاعفة بالسلسلة مع مصدر الجهد ولها نفس الوظيفة كما تم وصفها أعلاه. لنفترض الحالة الأولى هنا حيث نطبق مصدر جهد مستمر على الدائرة. الآن قيمة الانحراف الكامل للتيار في هذه الحالة هي V/(R+R1)، حيث V هي قيمة الجذر التربيعي المتوسطة للجهد المطبق، R هي ممانعة الممانعة المضاعفة وR1 هي الممانعة الكهربائية للجهاز. تم توضيح R وR1 في مخطط الدائرة. الآن لنعتبر الحالة الثانية، في هذه الحالة نطبق جهد جيب تمامي على الدائرة والذي هو v = Vmsin(wt) حيث Vm هو القيمة القصوى للجهد المطبق مرة أخرى إذا حسبنا قيمة الانحراف الكامل للتيار في هذه الحالة بتطبيق الإجراء المماثل فسنحصل على تعبير للتيار الكامل كـ .9V/(R+R1). تذكر أنه من أجل الحصول على القيمة المتوسطة للجهد يجب دمج التعبير اللحظي للجهد من الصفر إلى pi. وهكذا بالمقارنة مع الإخراج المستمر نستنتج أن الحساسية مع مصدر الجهد المتغير هي 0.9 مرة الحساسية في حالة مصدر الجهد المستمر.

يظهر شكل الموجة الناتج أدناه. الآن سنتحدث عن العوامل التي تؤثر على أداء أجهزة نوع المصحح للتيار:

1. أجهزة نوع المصحح للتيار يتم تقويمها بناءً على قيم الجذر التربيعي المتوسطة لموجات الجهد والتيار الجيبية. المشكلة هي أن شكل الموجة المدخل قد يكون أو لا يكون بنفس عامل الشكل الذي تم تقويم مقاييس هذه الأجهزة عليه.

2. قد يكون هناك بعض الأخطاء بسبب دائرة المصحح حيث لم نتضمن مقاومة دائرة الجسر المصحح في كلتا الحالتين. الخصائص غير الخطية للجسر قد تشوه موجات الجهد والتيار.

3. قد يكون هناك تغير في درجة الحرارة مما يؤدي إلى تغيير الممانعة الكهربائية للجسر وبالتالي من أجل تعويض هذا النوع من الأخطاء يجب تطبيق ممانعة مضاعفة ذات معامل حراري عالي.

4. تأثير سعة دائرة الجسر المصحح: دائرة الجسر المصحح لها سعة غير مثالية وبالتالي بسبب هذا تقوم بتجاوز التيارات عالية التردد. لذلك هناك تقليل في القراءة.

5. حساسية أجهزة نوع المصحح للتيار منخفضة في حالة الجهد المدخل المتغير.

مزايا أجهزة نوع المصحح للتيار

ما يلي هو مزايا أجهزة نوع المصحح للتيار:

• دقة أجهزة نوع المصحح للتيار حوالي 5 بالمائة تحت ظروف التشغيل الطبيعية.

• يمكن توسيع نطاق الترددات التشغيلية إلى قيم عالية.

• لديهم مقياس موحد على العداد.

• لديهم قيم تشغيلية منخفضة للتيار والجهد.

تأثير التحميل لمقياس الجهد المصحح للتيار المتغير في كلتا الحالتين (أي مصحح لنصف الموجة ومصحح كامل الموجة) أعلى مقارنة بتأثير التحميل لمقاييس الجهد المستمر لأن حساسية مقياس الجهد سواء باستخدام مصحح لنصف الموجة أو مصحح كامل الموجة أقل من حساسية مقاييس الجهد المستمرة.

بيان: احترم الأصل، المقالات الجيدة مستحقة للتبادل، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى الاتصال لحذف.