Instrumentum Rectificans | Principium Constructionis et Operationis

Instrumentum rectificatorius mensurat tensionem et currentem alternos cum elementis rectificantibus et instrumentis perpetuo magnetico movendo bobinam. Tamen praecipua functio instrumenti rectificantis est ut voltmetrum. Nunc unum quidem quaestio in mentibus nostris oritur, cur tantopere instrumenta rectificantia in mundo industriali utimur, quamvis alios varios AC voltmetros habeamus, sicut instrumenta electrodynamometrica, thermocouple instrumenta etc? Responsum ad hanc quaestionem est simplicissimum et scribitur ut sequitur.

1. Pretium instrumentorum electrodynamometricorum multo maius est quam instrumentorum rectificantium. Tamen instrumenta rectificantia sunt tam accurata quanto instrumenta electrodynamometrica. Itaque instrumenta rectificantia praefertur super instrumenta electrodynamometrica.

2. Instrumenta thermocouple sunt delicatiora quam instrumenta rectificantia. Tamen instrumenta thermocouple magis frequentiter ad altas frequencias utuntur.

Antequam spectamus principium constructionis et functionem instrumentorum rectificantium, opus est de caracteristicis tensionis et currentis elementi rectificantis idealis et practici diode, quod vocatur, accurate disserere.
Dicamus primo de caracteristicis idealibus elementi rectificantis. Quid est elementum rectificans ideale? Elementum rectificans est id quod nullam resistit si anteverterit et infinitam resistit si inversiverterit.

Hoc proprietas utitur ad tensiones rectificandas (rectificatio significat convertere quantitatem alternam in directam, i.e. AC in DC). Consideremus diagramma circuiti subiectum.

In diagrammate circuiti dato diode idealis in serie cum fonte tensionis et resistencia oneris connectitur. Nunc cum diodem antevertemus, perfecte conducit offerens viam nullae electricae resistentiae. Sic se ut circulus brevis gerit. Diodem possumus antevertere coniungendo terminalem positivam bateriae cum anodo et terminalem negativam cum cathodo. Caracteristica anteverteris elementi rectificantis vel diodi in caracteristica tensionis et currentis ostenditur.

Nunc cum tensionem negativam applicemus, i.e. coniungendo terminalem negativam bateriae cum terminalem anodi diodi et terminalem positivam bateriae cum terminalem cathodi diodi. Propter inversiversionem, infinitem electricam resistentiam offert et sic se ut circuitus apertus gerit. Completae caracteristicae tensionis et currentis subiectae sunt.

Consideremus iterum eundem circuitum, sed differentia est hic ut elementum rectificans practicum loco idealis utimur. Elementum rectificans practicum aliquam finitam anteverteris tensionem blocandi et altam inversiverteris tensionem blocandi habet. Eundem procedendi modum utimur ut caracteristicae tensionis et currentis elementi rectificantis practici obtineamus. Nunc cum elementum rectificans practicum antevertemus, non conducit donec applicata tensio maior sit quam tensio anteverteris collapsus vel dicimus genuina tensio. Cum applicata tensio maior fiat quam genuina tensio, diode vel elementum rectificans in modum conductionis veniet. Sic se ut circulus brevis gerit, sed propter aliquam electricam resistentiam, tensio cadit per hoc diode practicum. Possumus elementum rectificans antevertere coniungendo terminalem positivam bateriae cum anodo et terminalem negativam cum cathodo. Caracteristica anteverteris elementi rectificantis practici vel diodi in caracteristica tensionis et currentis ostenditur. Nunc cum tensionem negativam applicemus, i.e. coniungendo terminalem negativam bateriae cum terminalem anodi diodi et terminalem positivam bateriae cum terminalem cathodi elementi rectificantis. Propter inversiversionem, finitam resistentiam offert et tensionem negativam donec applicata tensio aequalis fiat tensioni inversiverteris collapsus et sic se ut circuitus apertus gerit. Completae caracteristicae subiectae sunt

Nunc instrumenta rectificantia duos types circuituum rectificantium utuntur:

Circuitus Semiwavialis Rectificantium Instrumentorum Rectificantium

Consideremus circuitum semiwavialis rectificantium subiectum, in quo elementum rectificans in serie cum fonte tensionis sinusoidali, instrumento perpetuo magnetico movendo bobinam et resistore multiplicatore connectitur.

Functio huius multiplicatoris electrici est ut currentem a PMMC trahentem limitem. Esse valde necessarium est ut currentem a PMMC trahentem limitem, quia si currentis magnitudo supra rating currentis PMMC excedat, instrumentum destruitur. Nunc operationem nostram in duas partes dividimus. In prima parte constantem tensionem DC circuitui suprascripto applicamus. In diagrammate circuiti elementum rectificans ut ideale assumimus.

Resistenciam multiplicatoris R, et PMMC R1 notemus. Tensio DC deflectionem plenam magnitudinis I = V / (R + R1) producit, ubi V est valor medius radicis quadratae tensionis. Nunc consideremus secundum casum, in hoc casu tensionem sinusoidalem AC circuitui applicabimus v = Vm × sin(wt) et formam output ut subiectum obtinemus. In semicyclo positivo elementum rectificans conducet et in semicyclo negativo non conducet. Itaque pulsus tensionis ad instrumentum movendo bobinam pervenient qui pulsatorem currentem producent, itaque pulsatorem currentem pulsatorem momenti producent.

Deflexio producta correspondet medio valore tensionis. Itaque calculandum est medium valor currentis, ut medium valor tensionis calculare possimus, oportet expressionem instantaneam tensionis a 0 ad 2 pi integrare. Itaque calculatus medium valor tensionis 0.45V exit. Iterum V est valor medius radicis quadratae currentis. Itaque concludimus quod sensibilitas input AC 0.45 tempora sensibilitatis input DC in casu rectificatoris semiwavialis est.

Circuitus Totowavialis Rectificantium Instrumentorum Rectificantium

Consideremus circuitum totowavialis rectificantium subiectum.

Circuitum rectificatoris pontis ut infra usi sumus. Iterum operationem nostram in duas partes dividimus. In prima output analysamus applicando tensionem DC et in altera tensionem AC circuitui applicabimus. Series multiplicatoris resistor in series cum fonte tensionis connectitur, qui eandem functionem ut supra descripsimus habet. Consideremus primum casum, ubi tensionem DC circuitui applicamus. Nunc valor deflectionis plenae currentis in hoc casu est iterum V / (R + R1), ubi V est valor medius radicis quadratae tensionis applicatae, R est resistentia multiplicatoris et R1 est resistentia instrumenti. R et R1 in diagrammate circuiti signati sunt. Nunc consideremus secundum casum, in hoc casu tensionem AC sinusoidalem circuitui applicabimus, quae datur v = Vmsin(wt), ubi Vm est valor culminis tensionis applicatae. Si iterum valorem deflectionis plenae currentis in hoc casu simili procedendo modo calculaverimus, tunc expressionem pleni currentis .9V / (R + R1) obtinebimus. Memento ut medium valor tensionis obtineamus, debemus expressionem instantaneam tensionis ab zero ad pi integrare. Itaque comparantes cum output DC concludimus quod sensibilitas cum fonte tensionis AC 0.9 tempora est quam in casu fontis tensionis DC.

Forma output subiecta est. Nunc factores qui performance instrumentorum rectificantium afficiunt discutemus:

1. Instrumenta rectificantia in terminis valorum radicis quadratae mediae sinusoidalis tensionis et currentis calibrantur. Problema est quod forma input potest vel non eandem formam factoris habere, in qua scala horologii calibratur.

2. Error aliquis propter circuitum rectificantem esse potest, quia resistentiam circuitus pontis rectificantis in utroque casu non includimus. Characteristica non linearis pontis formam currentis et tensionis distorquere potest.

3. Variatio temperaturae esse potest, qua resistentia electrica pontis mutatur, ideo ut errores huius generis compensemus, debemus resistorem multiplicatorem cum alto coefficiente temperaturae applicare.

4. Effectus capacitatis pontis rectificantis: Ponts rectificans imperfectam capacitatem habet, ideo propter hoc correntias altas frequencias bypassat. Itaque est decrementum in lectione.

5. Sensibilitas instrumentorum rectificantium in casu tensionis input AC parva est.

Advantages of Rectifier Type Instruments

Sequentes sunt advantagea instrumentorum rectificantium:

• Accuratio instrumenti rectificantis circa 5 percentum sub normalibus conditionibus operativis est.

• Frequenta range operativus ad altos valores extendi potest.

• Scala uniformis in horologio est.

• Valores operativi currentis et tensionis parvi sunt.

Effectus loading AC rectificatoris voltmeter in utroque casu (i.e. semiwavialis diode rectificatoris et totowavialis diode rectificatoris) maior est quam effectus loading DC voltmeters, quia sensibilitas voltmeter aut in semiwaviali aut in totowaviali rectificatione minor est quam sensibilitas DC voltmeters.

Declaratio: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.