Alat Penyearah Jenis | Prinsip Pembinaan dan Operasi

Alat jenis rectifier mengukur voltan dan arus bolak-balik dengan bantuan elemen rectifier dan alat jenis kumparan bergerak magnet kekal. Walau bagaimanapun, fungsi utama alat jenis rectifier adalah sebagai voltmeter. Satu soalan pasti muncul dalam fikiran kita: mengapa kita menggunakan alat jenis rectifier secara meluas di dunia industri walaupun kita mempunyai pelbagai AC voltmeter lain seperti alat jenis elektrodinamometer, alat jenis termodinamometer, dll? Jawapan kepada soalan ini sangat mudah dan ditulis seperti berikut.

1. Kos alat jenis elektrodinamometer lebih tinggi daripada alat jenis rectifier. Walau bagaimanapun, alat jenis rectifier sama tepatnya dengan alat jenis elektrodinamometer. Oleh itu, alat jenis rectifier lebih disukai daripada alat jenis elektrodinamometer.

2. Alat jenis termodinamometer lebih halus daripada alat jenis rectifier. Walau bagaimanapun, alat jenis termodinamometer lebih banyak digunakan pada frekuensi yang sangat tinggi.

Sebelum kita melihat prinsip pembinaan dan cara kerja alat jenis rectifier, perlu dibincangkan secara mendalam tentang ciri-ciri voltan arus elemen rectifier ideal dan praktikal yang dipanggil diod.
Mari kita perbincangkan ciri-ciri ideal elemen rectifier. Apa itu elemen rectifier ideal? Elemen rectifier adalah satu yang menawarkan rintangan sifar jika ia dibiaskan ke depan dan menawarkan rintangan tak terhingga jika ia dibiaskan ke belakang.

Sifat ini digunakan untuk meretifikasi voltan (retifikasi bermaksud untuk menukar kuantiti bolak-balik menjadi kuantiti searah iaitu AC ke DC). Pertimbangkan rajah litar yang diberikan di bawah.

Dalam rajah litar yang diberikan, diod ideal disambungkan secara siri dengan sumber voltan dan rintangan beban. Apabila kita membuat diod dibiaskan ke depan, ia akan mengalir sempurna menawarkan laluan rintangan elektrik sifar. Oleh itu, bertindak sebagai litar pendek. Kita boleh membuat diod dibiaskan ke depan dengan menyambungkan terminal positif bateri dengan anod dan terminal negatif dengan katod. Ciri-ciri maju elemen rectifier atau diod ditunjukkan dalam ciri-ciri voltan arus.

Apabila kita mengaplikasikan voltan negatif iaitu menyambungkan terminal negatif bateri dengan terminal anod diod dan terminal positif bateri ke terminal katod diod. Kerana dibiaskan ke belakang, ia menawarkan rintangan elektrik tak terhingga dan oleh itu bertindak sebagai litar terbuka. Ciri-ciri voltan arus lengkap ditunjukkan di bawah.

Mari kita pertimbangkan semula litar yang sama tetapi perbezaannya di sini kita menggunakan elemen rectifier praktikal bukan elemen ideal. Elemen rectifier praktikal mempunyai voltan penyekatan ke depan yang berhingga dan voltan penyekatan ke belakang yang tinggi. Kami akan menggunakan prosedur yang sama untuk mendapatkan ciri-ciri voltan arus elemen rectifier praktikal. Apabila kita membuat elemen rectifier praktikal dibiaskan ke depan, ia tidak akan mengalir sehingga voltan yang dikenakan tidak melebihi voltan pemecahan ke depan atau kita boleh katakan voltan lutut. Apabila voltan yang dikenakan menjadi lebih besar daripada voltan lutut, maka diod atau elemen rectifier akan masuk ke dalam mod pengaliran. Oleh itu, bertindak sebagai litar pendek tetapi kerana ada beberapa rintangan elektrik, terdapat jatuh voltan di seberang diod praktikal ini. Kita boleh membuat elemen rectifier dibiaskan ke depan dengan menyambungkan terminal positif bateri dengan anod dan terminal negatif dengan katod. Ciri-ciri maju elemen rectifier praktikal atau diod ditunjukkan dalam ciri-ciri voltan arus. Apabila kita mengaplikasikan voltan negatif iaitu menyambungkan terminal negatif bateri dengan terminal anod diod dan terminal positif bateri ke terminal katod elemen rectifier. Kerana dibiaskan ke belakang, ia menawarkan rintangan berhingga dan voltan negatif sehingga voltan yang dikenakan menjadi sama dengan voltan pemecahan ke belakang dan oleh itu bertindak sebagai litar terbuka. Ciri-ciri lengkap ditunjukkan di bawah

Alat jenis rectifier menggunakan dua jenis litar rectifier:

Litar Rectifier Gelombang Separuh Alat Jenis Rectifier

Mari kita pertimbangkan litar rectifier gelombang separuh yang diberikan di bawah di mana elemen rectifier disambungkan secara siri dengan sumber voltan sinusoidal, alat jenis kumparan bergerak magnet kekal, dan rintangan pendarab.

Fungsi rintangan elektrik pendarab ini adalah untuk membatasi arus yang ditarik oleh alat jenis kumparan bergerak magnet kekal. Sangat penting untuk membatasi arus yang ditarik oleh alat jenis kumparan bergerak magnet kekal kerana jika arus melebihi penarafan arus PMMC, ia akan merosakkan alat. Di sini, kami membahagikan operasi kita kepada dua bahagian. Dalam bahagian pertama, kami mengaplikasikan voltan DC konstan kepada litar tersebut. Dalam rajah litar, kami mengandaikan elemen rectifier sebagai yang ideal.

Mari kita tandakan rintangan pendarab sebagai R, dan rintangan alat jenis kumparan bergerak magnet kekal sebagai R1. Voltan DC menghasilkan defleksi skala penuh magnitud I=V/(R+R1) di mana V adalah nilai min kuasa dua voltan. Mari kita pertimbangkan kes kedua, dalam kes ini, kami akan mengaplikasikan voltan sinusoidal AC ke litar v =Vm × sin(wt) dan kami akan mendapatkan bentuk gelombang output seperti yang ditunjukkan. Dalam separuh siklus positif, elemen rectifier akan mengalir dan dalam separuh siklus negatif, ia tidak mengalir. Oleh itu, kami akan mendapatkan pulsa voltan pada alat kumparan bergerak yang menghasilkan arus pulsa, oleh itu arus pulsa akan menghasilkan tork pulsa.

Defleksi yang dihasilkan akan berkoresponden dengan nilai purata voltan. Jadi, mari kita kira nilai purata arus elektrik, untuk mengira nilai purata voltan, kita perlu mengintegrasikan ungkapan seketika voltan dari 0 hingga 2 pi. Jadi, nilai purata voltan yang dikira adalah 0.45V. Lagi, V adalah nilai min kuasa dua arus. Oleh itu, kami menyimpulkan bahawa sensitiviti input AC adalah 0.45 kali sensitiviti input DC dalam kes rectifier gelombang separuh.

Litar Rectifier Gelombang Penuh Alat Jenis Rectifier

Mari kita pertimbangkan litar rectifier gelombang penuh yang diberikan di bawah.

Kami telah menggunakan sini litar rectifier jambatan seperti yang ditunjukkan. Lagi, kami membahagikan operasi kita kepada dua bahagian. Dalam bahagian pertama, kami menganalisis output dengan mengaplikasikan voltan DC dan dalam bahagian lain, kami akan mengaplikasikan voltan AC ke litar. Rintangan pendarab siri disambungkan secara siri dengan sumber voltan yang mempunyai fungsi yang sama seperti yang diterangkan di atas. Mari kita pertimbangkan kes pertama di sini di mana kami mengaplikasikan sumber voltan DC ke litar. Nilai arus defleksi skala penuh dalam kes ini adalah lagi V/(R+R1), di mana V adalah nilai min kuasa dua voltan yang dikenakan, R adalah rintangan pendarab, dan R1 adalah rintangan elektrik alat. R dan R1 ditandakan dalam rajah litar. Mari kita pertimbangkan kes kedua, dalam kes ini, kami akan mengaplikasikan voltan sinusoidal AC ke litar yang diberikan v = Vmsin(wt) di mana Vm adalah nilai puncak voltan yang dikenakan. Jika kita kira nilai arus defleksi skala penuh dalam kes ini dengan menggunakan prosedur yang sama, maka kita akan mendapatkan ungkapan arus defleksi skala penuh sebagai .9V/(R+R1). Ingatlah, untuk mendapatkan nilai purata voltan, kita harus mengintegrasikan ungkapan seketika voltan dari sifar hingga pi. Oleh itu, bandingkan dengan output DC, kami menyimpulkan bahawa sensitiviti dengan sumber voltan input AC adalah 0.9 kali seperti dalam kes sumber voltan input DC.

Bentuk gelombang output ditunjukkan di bawah. Sekarang, kita akan membincangkan faktor-faktor yang mempengaruhi prestasi alat jenis rectifier:

1. Alat jenis rectifier dikalibrasi dalam istilah nilai min kuasa dua gelombang sinusoidal voltan dan arus. Masalahnya adalah bentuk gelombang input mungkin atau mungkin tidak mempunyai faktor bentuk yang sama di mana skala meter ini dikalibrasi.

2. Mungkin ada beberapa ralat disebabkan oleh litar rectifier kerana kita tidak termasuk rintangan litar jambatan rectifier dalam kedua-dua kes. Ciri-ciri tidak linear jambatan mungkin mengubah bentuk gelombang arus dan voltan.

3. Mungkin ada variasi suhu yang menyebabkan rintangan elektrik jambatan berubah, oleh itu, untuk mengimbangi ralat ini, kita harus mengaplikasikan rintangan pendarab dengan pekali suhu yang tinggi.

4. Kesan kapasitansi jambatan rectifier: Jambatan rectifier mempunyai kapasitansi yang tidak sempurna, oleh itu, disebabkan ini, ia membiarkan arus frekuensi tinggi. Oleh itu, terdapat penurunan dalam bacaan.

5. Sensitiviti alat jenis rectifier rendah dalam kes voltan input AC.

Kelebihan Alat Jenis Rectifier

Berikut adalah kelebihan alat jenis rectifier:

• Tepat alat jenis rectifier adalah sekitar 5 peratus di bawah keadaan operasi biasa.

• Julat frekuensi operasi boleh diperluas ke nilai yang tinggi.

• Mereka mempunyai skala seragam pada meter.

• Mereka mempunyai nilai operasi arus dan voltan yang rendah.

Kesan beban voltmeter rectifier AC dalam kedua-dua kes (i.e. rectifier diod gelombang separuh dan rectifier diod gelombang penuh) adalah tinggi berbanding kesan beban voltmeter DC kerana sensitiviti voltmeter sama ada menggunakan rectifikasi gelombang separuh atau gelombang penuh adalah kurang daripada sensitiviti voltmeter DC.

Pernyataan: Hormati asal, artikel yang baik patut dikongsi, jika terdapat pencabulan silakan hubungi untuk dihapus.