Alat Jenis Perekat | Prinsip Konstruksi dan Cara Kerja

Alat jenis rectifier mengukur tegangan dan arus bolak-balik dengan bantuan elemen rectifier dan alat tipe koil magnet permanen yang bergerak. Namun, fungsi utama alat jenis rectifier adalah sebagai voltmeter. Sekarang mungkin ada pertanyaan yang muncul di benak kita, mengapa kita menggunakan alat jenis rectifier secara luas di dunia industri meskipun kita memiliki berbagai AC voltmeter lain seperti alat tipe elektrodinamometer, alat tipe termokopel, dll? Jawaban atas pertanyaan ini sangat sederhana dan ditulis sebagai berikut.

1. Biaya alat tipe elektrodinamometer jauh lebih tinggi dibandingkan alat tipe rectifier. Namun, alat tipe rectifier sama akuratnya dengan alat tipe elektrodinamometer. Jadi, alat tipe rectifier dipilih daripada alat tipe elektrodinamometer.

2. Alat tipe termokopel lebih rapuh dibandingkan alat tipe rectifier. Namun, alat tipe termokopel lebih banyak digunakan pada frekuensi yang sangat tinggi.

Sebelum kita melihat prinsip konstruksi dan kerja alat tipe rectifier, perlu untuk membahas secara detail tentang karakteristik tegangan-arus dari elemen rectifier ideal dan praktis yang disebut dioda.
Mari kita diskusikan terlebih dahulu karakteristik ideal dari elemen rectifier. Apa itu elemen rectifier ideal? Elemen rectifier adalah elemen yang menawarkan hambatan nol jika dibiaskan maju dan menawarkan hambatan tak terhingga jika dibiaskan mundur.

Sifat ini digunakan untuk merectifikasi tegangan (rectifikasi berarti mengubah kuantitas bolak-balik menjadi kuantitas searah, yaitu AC ke DC). Pertimbangkan diagram rangkaian yang diberikan di bawah ini.

Dalam diagram rangkaian yang diberikan, dioda ideal dihubungkan secara seri dengan sumber tegangan dan hambatan beban. Ketika kita membuat dioda dibiaskan maju, ia akan menghantar sempurna dengan menawarkan jalur hambatan listrik nol. Dengan demikian, ia berperilaku seperti sirkuit pendek. Kita dapat membuat dioda dibiaskan maju dengan menghubungkan terminal positif baterai dengan anoda dan terminal negatif dengan katoda. Karakteristik maju dari elemen rectifier atau dioda ditunjukkan dalam karakteristik tegangan-arus.

Sekarang ketika kita menerapkan tegangan negatif, yaitu menghubungkan terminal negatif baterai dengan terminal anoda dioda dan terminal positif baterai ke terminal katoda dioda. Karena dibiaskan mundur, ia menawarkan hambatan listrik tak terhingga dan dengan demikian berperilaku seperti sirkuit terbuka. Karakteristik tegangan-arus lengkap ditunjukkan di bawah ini.

Mari kita pertimbangkan kembali rangkaian yang sama tetapi perbedaannya adalah di sini kita menggunakan elemen rectifier praktis bukan yang ideal. Elemen rectifier praktis memiliki tegangan blok maju yang terbatas dan tegangan blok mundur yang tinggi. Kami akan menerapkan prosedur yang sama untuk mendapatkan karakteristik tegangan-arus dari elemen rectifier praktis. Sekarang ketika kita membuat elemen rectifier praktis dibiaskan maju, ia tidak akan menghantar sampai tegangan yang diterapkan tidak melebihi tegangan breakdown maju atau kita bisa menyebutnya tegangan lutut. Ketika tegangan yang diterapkan melebihi tegangan lutut, maka dioda atau elemen rectifier akan masuk ke mode konduksi. Dengan demikian, ia berperilaku seperti sirkuit pendek tetapi karena adanya hambatan listrik tertentu, ada penurunan tegangan di seberang dioda praktis ini. Kita dapat membuat elemen rectifier dibiaskan maju dengan menghubungkan terminal positif baterai dengan anoda dan terminal negatif dengan katoda. Karakteristik maju dari elemen rectifier praktis atau dioda ditunjukkan dalam karakteristik tegangan-arus. Sekarang ketika kita menerapkan tegangan negatif, yaitu menghubungkan terminal negatif baterai dengan terminal anoda dioda dan terminal positif baterai ke terminal katoda elemen rectifier. Karena dibiaskan mundur, ia menawarkan hambatan terbatas dan tegangan negatif sampai tegangan yang diterapkan menjadi sama dengan tegangan breakdown mundur dan dengan demikian berperilaku seperti sirkuit terbuka. Karakteristik lengkap ditunjukkan di bawah ini

Sekarang, alat tipe rectifier menggunakan dua jenis rangkaian rectifier:

Rangkaian Rectifier Gelombang Setengah dari Alat Tipe Rectifier

Mari kita pertimbangkan rangkaian rectifier gelombang setengah di bawah ini di mana elemen rectifier dihubungkan secara seri dengan sumber tegangan sinusoidal, alat tipe koil magnet permanen yang bergerak, dan resistor pengali.

Fungsi hambatan listrik pengali ini adalah untuk membatasi arus yang ditarik oleh alat tipe koil magnet permanen yang bergerak. Sangat penting untuk membatasi arus yang ditarik oleh alat tipe koil magnet permanen karena jika arus melebihi rating arus PMMC, maka alat tersebut akan rusak. Sekarang, kita bagi operasinya menjadi dua bagian. Pada bagian pertama, kita menerapkan tegangan DC konstan ke rangkaian di atas. Dalam diagram rangkaian, kita mengasumsikan elemen rectifier sebagai elemen ideal.

Mari kita tandai hambatan pengali sebagai R, dan alat tipe koil magnet permanen yang bergerak sebagai R1. Tegangan DC menghasilkan defleksi penuh skala dengan magnitudo I=V/(R+R1) di mana V adalah nilai efektif tegangan. Sekarang, mari kita pertimbangkan kasus kedua, di mana kita akan menerapkan tegangan AC sinusoidal ke rangkaian v =Vm × sin(wt) dan kita akan mendapatkan bentuk gelombang output seperti yang ditunjukkan. Pada siklus positif, elemen rectifier akan menghantar dan pada siklus negatif, ia tidak akan menghantar. Jadi, kita akan mendapatkan pulsa tegangan di alat koil magnet permanen yang bergerak yang menghasilkan arus pulsa, sehingga arus pulsa akan menghasilkan torsi pulsa.

Defleksi yang dihasilkan akan sesuai dengan nilai rata-rata tegangan. Jadi, mari kita hitung nilai rata-rata arus listrik, untuk menghitung nilai rata-rata tegangan, kita harus mengintegrasikan ekspresi instan tegangan dari 0 hingga 2 pi. Jadi, nilai rata-rata tegangan yang dihitung adalah 0,45V. Lagi-lagi, V adalah nilai efektif arus. Dengan demikian, kita menyimpulkan bahwa sensitivitas input AC adalah 0,45 kali sensitivitas input DC dalam kasus rectifier gelombang setengah.

Rangkaian Rectifier Gelombang Penuh dari Alat Tipe Rectifier

Mari kita pertimbangkan rangkaian rectifier gelombang penuh di bawah ini.

Kami telah menggunakan sirkuit rectifier jembatan seperti yang ditunjukkan. Kembali, kita bagi operasinya menjadi dua bagian. Pada bagian pertama, kita menganalisis output dengan menerapkan tegangan DC dan pada bagian lain, kita akan menerapkan tegangan AC ke rangkaian. Hambatan pengali seri dihubungkan secara seri dengan sumber tegangan yang memiliki fungsi yang sama seperti yang telah dijelaskan di atas. Mari kita pertimbangkan kasus pertama di sini, di mana kita menerapkan sumber tegangan DC ke rangkaian. Nilai arus defleksi penuh skala dalam kasus ini kembali V/(R+R1), di mana V adalah nilai efektif dari tegangan yang diterapkan, R adalah hambatan pengali, dan R1 adalah hambatan listrik alat. R dan R1 ditandai dalam diagram rangkaian. Sekarang, mari kita pertimbangkan kasus kedua, di mana kita akan menerapkan tegangan AC sinusoidal ke rangkaian yang diberikan v = Vmsin(wt) di mana Vm adalah nilai puncak dari tegangan yang diterapkan. Jika kita hitung nilai arus defleksi penuh skala dalam kasus ini dengan menerapkan prosedur yang sama, maka kita akan mendapatkan ekspresi arus penuh skala sebagai .9V/(R+R1). Ingatlah, untuk mendapatkan nilai rata-rata tegangan, kita harus mengintegrasikan ekspresi instan tegangan dari nol hingga pi. Dengan demikian, membandingkannya dengan output DC, kita menyimpulkan bahwa sensitivitas dengan sumber tegangan input AC adalah 0,9 kali sensitivitas dengan sumber tegangan input DC.

Bentuk gelombang output ditunjukkan di bawah ini. Sekarang, kita akan membahas faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja alat tipe rectifier:

1. Alat tipe rectifier dikalibrasi berdasarkan nilai efektif gelombang sinus tegangan dan arus. Masalahnya adalah bahwa bentuk gelombang input mungkin atau mungkin tidak memiliki faktor bentuk yang sama dengan skala meter yang dikalibrasi.

2. Mungkin ada beberapa kesalahan karena rangkaian rectifier, karena kita tidak memasukkan hambatan sirkuit jembatan rectifier dalam kedua kasus. Karakteristik non-linear jembatan mungkin mengganggu bentuk gelombang arus dan tegangan.

3. Mungkin ada variasi suhu yang menyebabkan hambatan listrik jembatan berubah, oleh karena itu, untuk mengkompensasi kesalahan semacam ini, kita harus menerapkan resistor pengali dengan koefisien suhu tinggi.

4. Efek kapasitansi jembatan rectifier: Jembatan rectifier memiliki kapasitansi yang tidak sempurna, sehingga karena ini, ia melewati arus frekuensi tinggi. Oleh karena itu, ada penurunan dalam pembacaan.

5. Sensitivitas alat tipe rectifier rendah dalam kasus tegangan input AC.

Keuntungan Alat Tipe Rectifier

Berikut adalah keuntungan dari alat tipe rectifier:

• Akurasi alat tipe rectifier sekitar 5 persen dalam kondisi operasi normal.

• Rentang frekuensi operasi dapat diperluas hingga nilai yang tinggi.

• Mereka memiliki skala seragam di meter.

• Mereka memiliki nilai operasi arus dan tegangan yang rendah.

Efek beban dari voltmeter AC rectifier baik dalam kasus half wave diode rectifier maupun full wave diode rectifier lebih tinggi dibandingkan dengan efek beban voltmeter DC, karena sensitivitas voltmeter baik menggunakan rectifier half wave maupun full wave lebih rendah dibandingkan dengan sensitivitas voltmeter DC.

Pernyataan: Hormati aslinya, artikel yang baik layak dibagikan, jika terdapat pelanggaran hak cipta silakan hubungi untuk menghapus.