रेक्टिफायर प्रकार का उपकरण | ऑपरेशन का निर्माण सिद्धांत
रेक्टिफायर प्रकार का उपकरण एकत्रीकरण तत्वों और स्थायी चुंबकीय गतिशील कुंडली प्रकार के उपकरणों की मदद से प्रत्यावर्ती वोल्टेज और धारा को मापता है। हालांकि, रेक्टिफायर प्रकार के उपकरणों का मुख्य कार्य वोल्टमीटर के रूप में काम करना है। अब हमारे मन में एक प्रश्न आना चाहिए कि यद्यपि हमारे पास इलेक्ट्रोडाइनामोमीटर प्रकार के उपकरण, थर्मोकपल प्रकार के उपकरण आदि जैसे विभिन्न एसी वोल्टमीटर हैं, फिर भी औद्योगिक दुनिया में रेक्टिफायर प्रकार के उपकरणों का व्यापक रूप से उपयोग क्यों किया जाता है? इस प्रश्न का उत्तर बहुत सरल है और निम्नलिखित रूप से लिखा गया है।
इलेक्ट्रोडाइनामोमीटर प्रकार के उपकरणों की लागत रेक्टिफायर प्रकार के उपकरणों की तुलना में बहुत अधिक होती है। हालांकि, रेक्टिफायर प्रकार के उपकरण इलेक्ट्रोडाइनामोमीटर प्रकार के उपकरणों के समान तीव्र होते हैं। इसलिए रेक्टिफायर प्रकार के उपकरणों को इलेक्ट्रोडाइनामोमीटर प्रकार के उपकरणों की तुलना में पसंद किया जाता है।
थर्मोकपल उपकरण रेक्टिफायर प्रकार के उपकरणों की तुलना में अधिक छोटे होते हैं। हालांकि, थर्मोकपल प्रकार के उपकरण बहुत उच्च आवृत्तियों पर अधिक व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
हम रेक्टिफायर प्रकार के उपकरणों के निर्माण सिद्धांत और काम करने के तरीके पर देखने से पहले, आवश्यक है कि आदर्श और व्यावहारिक रेक्टिफायर तत्व, जिसे डायोड कहा जाता है, के वोल्टेज धारा विशेषताओं के बारे में विस्तार से चर्चा की जाए।
आइए पहले आदर्श रेक्टिफायर तत्व की विशेषताओं की चर्चा करें। अब आदर्श रेक्टिफायर तत्व क्या है? एक रेक्टिफायर तत्व ऐसा है जो यदि यह फॉरवर्ड बायसिड है तो शून्य प्रतिरोध प्रदान करता है और यदि यह रिवर्स बायसिड है तो अनंत प्रतिरोध प्रदान करता है।
इस गुण का उपयोग वोल्टेज (रेक्टिफिकेशन एक प्रत्यावर्ती मात्रा को सीधी मात्रा में परिवर्तित करने का अर्थ है, अर्थात् एसी से डीसी) को रेक्टिफाय करने के लिए किया जाता है। नीचे दिए गए सर्किट आरेख पर विचार करें।
दिए गए सर्किट आरेख में आदर्श डायोड वोल्टेज स्रोत और लोड प्रतिरोध के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है। अब जब हम डायोड को फॉरवर्ड बायसिड करते हैं तो यह शून्य विद्युत प्रतिरोध पथ प्रदान करता है। इसलिए यह शॉर्ट सर्किट की तरह व्यवहार करता है। हम डायोड को फॉरवर्ड बायसिड कर सकते हैं बैटरी के सकारात्मक टर्मिनल को एनोड से और नकारात्मक टर्मिनल को कैथोड से जोड़कर। रेक्टिफायर तत्व या डायोड की फॉरवर्ड विशेषता वोल्टेज धारा विशेषता में दिखाई जाती है।
अब जब हम ऋणात्मक वोल्टेज लगाते हैं, अर्थात् बैटरी के नकारात्मक टर्मिनल को डायोड के एनोड टर्मिनल से और बैटरी के सकारात्मक टर्मिनल को डायोड के कैथोड टर्मिनल से जोड़ते हैं। रिवर्स बायसिड होने के कारण यह अनंत विद्युत प्रतिरोध प्रदान करता है और इसलिए यह ओपन सर्किट की तरह व्यवहार करता है। पूरी वोल्टेज धारा विशेषताएँ नीचे दिखाई गई हैं।
फिर से उसी सर्किट को देखें लेकिन अंतर यह है कि यहाँ हम आदर्श तत्व के स्थान पर व्यावहारिक रेक्टिफायर तत्व का उपयोग कर रहे हैं। व्यावहारिक रेक्टिफायर तत्व को कुछ सीमित फॉरवर्ड ब्लॉकिंग वोल्टेज और उच्च रिवर्स ब्लॉकिंग वोल्टेज होता है। हम व्यावहारिक रेक्टिफायर तत्व की वोल्टेज धारा विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए उसी प्रक्रिया का उपयोग करेंगे। अब जब हम व्यावहारिक रेक्टिफायर तत्व को फॉरवर्ड बायसिड करते हैं तो यह तब तक चालक नहीं होता जब तक लगाया गया वोल्टेज फॉरवर्ड ब्रेकडाउन वोल्टेज या हम कह सकते हैं कीन वोल्टेज से बड़ा नहीं होता। जब लगाया गया वोल्टेज कीन वोल्टेज से बड़ा होता है तो डायोड या रेक्टिफायर तत्व चालक मोड में आ जाता है। इसलिए यह शॉर्ट सर्किट की तरह व्यवहार करता है लेकिन कुछ विद्युत प्रतिरोध के कारण इस व्यावहारिक डायोड पर वोल्टेज गिरावट होती है। हम रेक्टिफायर तत्व को फॉरवर्ड बायसिड कर सकते हैं बैटरी के सकारात्मक टर्मिनल को एनोड से और नकारात्मक टर्मिनल को कैथोड से जोड़कर। व्यावहारिक रेक्टिफायर तत्व या डायोड की फॉरवर्ड विशेषता वोल्टेज धारा विशेषता में दिखाई जाती है। अब जब हम ऋणात्मक वोल्टेज लगाते हैं, अर्थात् बैटरी के नकारात्मक टर्मिनल को डायोड के एनोड टर्मिनल से और बैटरी के सकारात्मक टर्मिनल को रेक्टिफायर तत्व के कैथोड टर्मिनल से जोड़ते हैं। रिवर्स बायसिड होने के कारण यह सीमित प्रतिरोध प्रदान करता है और ऋणात्मक वोल्टेज तब तक जब तक लगाया गया वोल्टेज रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज के बराबर नहीं हो जाता और इसलिए यह ओपन सर्किट की तरह व्यवहार करता है। पूरी विशेषताएँ नीचे दिखाई गई हैं।
अब रेक्टिफायर प्रकार के उपकरण दो प्रकार के रेक्टिफायर सर्किट का उपयोग करते हैं:
रेक्टिफायर प्रकार के उपकरणों के अर्ध तरंग रेक्टिफायर सर्किट
नीचे दिए गए अर्ध तरंग रेक्टिफायर सर्किट पर विचार करें जिसमें रेक्टिफायर तत्व एक साइनसोइडल वोल्टेज स्रोत, स्थायी चुंबकीय गतिशील कुंडली उपकरण और गुणक प्रतिरोध के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ है।
गुणक विद्युत प्रतिरोध का कार्य स्थायी चुंबकीय गतिशील कुंडली प्रकार के उपकरण द्वारा खींची गई धारा को सीमित करना है। स्थायी चुंबकीय गतिशील कुंडली उपकरण द्वारा खींची गई धारा को सीमित करना बहुत जरूरी है क्योंकि यदि धारा PMMC की धारा रेटिंग से अधिक हो जाती है तो यह उपकरण को नष्ट कर देती है। अब यहाँ हम अपने संचालन को दो भागों में विभाजित करते हैं। पहले भाग में हम ऊपर दिए गए सर्किट में नियत DC वोल्टेज लगाते हैं। सर्किट आरेख में हम रेक्टिफायर तत्व को आदर्श मान रहे हैं।
आइए गुणक के प्रतिरोध को R और स्थायी चुंबकीय गतिशील कुंडली उपकरण को R1 मार्क करें। DC वोल्टेज पूर्ण पैमाना विस्थापन का परिमाण I=V/(R+R1) उत्पन्न करता है जहाँ V वोल्टेज का रूट मीन स्क्वायर मान है। अब दूसरे मामले पर विचार करें, इस मामले में हम सर्किट में AC साइनसोइडल AC वोल्टेज v =Vm × sin(wt) लगाएंगे और हमें दिखाए गए आउटपुट तरंग रूप प्राप्त होगा। सकारात्मक आधा चक्र में रेक्टिफायर तत्व चालक होगा और ऋणात्मक आधा चक्र में यह चालक नहीं होगा। इसलिए हमें गतिशील कुंडली उपकरण पर वोल्टेज की एक पल्स मिलेगी जो धारा की पल्सीकरण उत्पन्न करेगी और इसलिए धारा की पल्सीकरण टार्क की पल्सीकरण उत्पन्न करेगी।
उत्पन्न विस्थापन वोल्टेज के औसत मान के संगत होगा। तो आइए विद्युत धारा के औसत मान की गणना करें, वोल्टेज के औसत मान की गणना करने के लिए हमें 0 से 2 पाई तक वोल्टेज के तात्कालिक व्यंजक का समाकलन करना होगा। इसलिए गणना किए गए वोल्टेज का औसत मान 0.45V आता है। फिर से हमारे पास V विद्युत धारा का रूट मीन स्क्वायर मान है। इसलिए हम निष्कर्ष निकालते हैं कि अर्ध तरंग रेक्टिफायर के मामले में एसी इनपुट की तीव्रता DC इनपुट की तीव्रता की 0.45 गुना है।
रेक्टिफायर प्रकार के उपकरणों के पूर्ण तरंग रेक्टिफायर सर्किट
नीचे दिए गए पूर्ण तरंग रेक्टिफायर सर्किट पर विचार करें।
