Uri ng Pagkakabuo at Pagsasagawa ng Instrumentong Rectifier Type
Ang instrumentong uri ng rectifier ay nagsusukat ng alternating voltage at current sa tulong ng mga elemento ng rectifying at permanent magnet moving coil na uri ng mga instrumento. Gayunpaman, ang pangunahing tungkulin ng uri ng instrumentong rectifier ay gumana bilang voltmeter. Ngayon, isang tanong siguro ang lumalabas sa ating isip kung bakit malawakang ginagamit ang uri ng instrumentong rectifier sa industriyal na mundo bagama't may iba pa tayong AC voltmeter tulad ng electrodynamometer type instruments, thermocouple type instruments, atbp? Ang sagot sa tanong na ito ay napakasimple at isinulat sa ibaba.
Ang halaga ng mga instrumento ng uri ng electrodynamometer ay mas mataas kaysa sa mga instrumento ng uri ng rectifier. Gayunpaman, ang mga instrumento ng uri ng rectifier ay kaparehas ng katumpakan ng mga instrumento ng uri ng electrodynamometer. Kaya inuugnayan ang mga instrumento ng uri ng rectifier sa halip ng mga instrumento ng uri ng electrodynamometer.
Ang mga instrumento ng thermocouple ay mas delikado kaysa sa mga instrumento ng uri ng rectifier. Gayunpaman, mas malawakang ginagamit ang mga instrumento ng uri ng thermocouple sa napakataas na frequency.
Bago tayo tumingin sa prinsipyong konstruksyon at paggana ng mga instrumento ng uri ng rectifier, mayroong pangangailangan na talakayin nang detalyado ang mga karakteristik ng voltage at current ng ideal at praktikal na elemento ng rectifier na tinatawag na diode.
Isang muna tayong pagtalakay sa ideal na karakteristik ng elemento ng rectifying. Ano ang isang ideal na elemento ng rectifying? Isang elemento ng rectifying ay isang elemento na nagbibigay ng zero resistance kung ito ay forward biased at nagbibigay ng infinite resistance kung ito ay reverse biased.
Ang katangian na ito ay ginagamit upang i-rectify ang mga voltage (ang rectification ay nangangahulugan ng pagbabago ng isang alternating quantity sa direct quantity i.e. AC to DC). Isaalang-alang ang circuit diagram na ibinigay sa ibaba.
Sa ibinigay na circuit diagram, ang ideal na diode ay konektado sa serye sa voltage source at load resistance. Ngayon, kapag ginawa natin ang diode na forward biased, ito ay gumagana nang perpekto na nagbibigay ng zero electrical resistance path. Kaya ito ay gumagana bilang short circuited. Maaari nating gawing forward biased ang diode sa pamamagitan ng pagsambit ng positive terminal ng battery sa anode at negative terminal sa cathode. Ang forward characteristic ng elemento ng rectifying o diode ay ipinapakita sa voltage current characteristic.
Ngayon, kapag ipinasa natin ang negative voltage i.e. sa pamamagitan ng pagsambit ng negative terminal ng battery sa anode terminal ng diode at positive terminal ng battery sa cathode terminal ng diode. Dahil sa reverse biased, ito ay nagbibigay ng infinite electrical resistance at kaya ito ay gumagana bilang open circuit. Ang buong voltage current characteristics ay ipinapakita sa ibaba.
Isaalang-alang natin muli ang parehong circuit ngunit ang pagkakaiba dito ay ginagamit natin ang praktikal na elemento ng rectifying sa halip ng ideal. Ang praktikal na elemento ng rectifying ay may ilang finite forward blocking voltage at mataas na reverse blocking voltage. Ipaglaban natin ang parehong proseso upang makakuha ng voltage current characteristics ng praktikal na elemento ng rectifying. Ngayon, kapag ginawa natin ang praktikal na elemento ng rectifying na forward biased, hindi ito gumagana hanggang hindi pa mas mataas ang pinagastos na voltage kaysa sa forward breakdown voltage o maaari nating sabihing knee voltage. Kapag naging mas mataas ang pinagastos na voltage kaysa sa knee voltage, ang diode o elemento ng rectifying ay magiging under conduction mode. Kaya ito ay gumagana bilang short circuited ngunit dahil sa ilang electrical resistance, may voltage drop sa loob ng praktikal na diode. Maaari nating gawing forward biased ang elemento ng rectifying sa pamamagitan ng pagsambit ng positive terminal ng battery sa anode at negative terminal sa cathode. Ang forward characteristic ng praktikal na elemento ng rectifying o diode ay ipinapakita sa voltage current characteristic. Ngayon, kapag ipinasa natin ang negative voltage i.e. sa pamamagitan ng pagsambit ng negative terminal ng battery sa anode terminal ng diode at positive terminal ng battery sa cathode terminal ng elemento ng rectifying. Dahil sa reverse biased, ito ay nagbibigay ng finite resistance at ang negative voltage hanggang sa maging equal ang pinagastos na voltage sa reverse break down voltage at kaya ito ay gumagana bilang open circuit. Ang buong characteristics ay ipinapakita sa ibaba
Ngayon, ang mga instrumento ng uri ng rectifier ay gumagamit ng dalawang uri ng rectifier circuits:
Mga Circuit ng Half Wave Rectifier ng Uri ng Instrumento ng Rectifier
Isaalang-alang natin ang half wave rectifier circuit na ibinigay sa ibaba kung saan konektado ang elemento ng rectifying sa serye sa sinusoidal voltage source, permanent magnet moving coil instrument, at multiplier resistor.
Ang tungkulin ng multiplier electrical resistance ay limitahan ang current na hinuhugot ng permanent magnet moving coil type of instrument. Napakalaking kahalagahan na limitahan ang current na hinuhugot ng permanent magnet moving coil instrument dahil kung lumampas ang current sa current rating ng PMMC, ito ay sisira ang instrumento. Ngayon, dito natin hahatiin ang aming operasyon sa dalawang bahagi. Sa unang bahagi, ipapasa natin ang constant DC voltage sa itaas na circuit. Sa circuit diagram, inaasumos natin ang elemento ng rectifying bilang ideal one.
I-mark natin ang resistance ng multiplier bilang R, at ang resistance ng permanent magnet moving coil instrument bilang R1. Ang DC voltage ay nagpapabuo ng full scale deflection na may magnitude I=V/(R+R1) kung saan V ang root mean square value ng voltage. Ngayon, isaalang-alang natin ang pangalawang kaso, sa kaso na ito, ipapasa natin ang AC sinusoidal AC voltage sa circuit v =Vm × sin(wt) at makukuha natin ang output waveform na ipinapakita. Sa positive half cycle, ang elemento ng rectifying ay magiging conduct at sa negative half cycle, hindi ito magiging conduct. Kaya makukuha natin ang pulse ng voltage sa moving coil instrument na nagpapabuo ng pulsating current kaya ang pulsating current ay magpapabuo ng pulsating torque.
Ang nabuong deflection ay tumatugon sa average value ng voltage. Kaya, isaisip natin ang average value ng electric current, upang makalkula ang average value ng voltage, kailangan nating i-integrate ang instantaneous expression ng voltage mula 0 hanggang 2 pi. Kaya ang nakalkulang average value ng voltage ay lumalabas na 0.45V. Muli, mayroon tayong V na root mean square value ng current. Kaya, natutunan natin na ang sensitivity ng ac input ay 0.45 beses ang sensitivity ng DC input sa kaso ng half wave rectifier.
Mga Circuit ng Full Wave Rectifier ng Uri ng Instrumento ng Rectifier
Isaalang-alang natin ang full wave rectifier circuit na ibinigay sa ibaba.
Ginamit natin dito ang bridge rectifier circuit na ipinapakita. Muli, hatiin natin ang aming operasyon sa dalawang bahagi. Sa unang bahagi, analisahan natin ang output sa pamamagitan ng pagpasa ng DC voltage at sa ibang bahagi, ipapasa natin ang AC voltage sa circuit. Isang series multiplier resistance ay konektado sa serye sa voltage source na may parehong tungkulin na ipinapaliwanag sa itaas. Isaalang-alang natin ang unang kaso dito kung saan ipinapasa natin ang DC voltage source sa circuit. Ngayon, ang halaga ng full scale deflection current sa kaso na ito ay muli V/(R+R1), kung saan V ang root mean square value ng pinagastos na voltage, R ang resistance ng resistance multiplier at R1 ang electrical resistance ng instrumento. Ang R at R1 ay namarke sa circuit diagram. Ngayon, isaalang-alang natin ang pangalawang kaso, sa kaso na ito, ipapasa natin ang AC sinusoidal voltage sa circuit na ibinigay v = Vmsin(wt) kung saan Vm ang peak value ng pinagastos na voltage, muli, kung ikalkula natin ang halaga ng full scale deflection current sa kaso na ito sa pamamagitan ng paggamit ng parehong proseso, makukuha natin ang expression ng full scale current bilang .9V/(R+R1). Tandaan, upang makalkula ang average value ng voltage, dapat nating i-integrate ang instantaneous expression ng voltage mula zero hanggang pi. Kaya, sa paghahambing nito sa DC output, natutunan natin na ang sensitivity sa AC input voltage source ay 0.9 beses ang sensitivity sa DC input voltage source.
Ang output wave ay ipinapakita sa ibaba. Ngayon, tatalakayin natin ang mga factor na nakakaapekto sa performance ng mga instrumento ng uri ng Rectifier:
Ang mga instrumento ng uri ng rectifier ay calibrated sa mga termino ng root mean square values ng sinusoidal wave ng voltages at current. Ang problema ay maaaring may o wala ang input waveform na may parehong form factor kung saan calibrated ang scale ng mga meter na ito.
Maaaring may error dahil sa rectifier circuit dahil hindi namin kasama ang resistance ng rectifier bridge circuits sa parehong kaso. Ang non-linear characteristics ng bridge ay maaaring distorbyon ang current at voltage waveform.
Maaaring may variation sa temperature dahil dito, nagbabago ang electrical resistance ng bridge, kaya upang kompensasyon sa ganitong uri ng errors, dapat nating ipaglaban ang multiplier resistor na may mataas na temperature coefficient.
Epekto ng capacitance ng bridge rectifier: Ang bridge rectifier ay may imperfect capacitance, kaya dahil dito, ito ay byp asses ang high frequency currents. Kaya may decrement sa reading.
Ang sensitivity ng mga instrumento ng uri ng Rectifier ay mababa sa kaso ng AC input voltage.
Mga Advantages ng Uri ng Instrumento ng Rectifier
Ang mga sumusunod ay ang mga advantages ng mga instrumento ng uri ng rectifier:
Ang accuracy ng instrumento ng uri ng rectifier ay humigit-kumulang 5 percent sa normal operating condition.
Ang frequency range ng operasyon ay maaaring palawakin hanggang sa mataas na halaga.
Mayroon silang uniform scale sa meter.
Mayroon silang mababang operating value ng current at voltages.
Ang loading effect ng AC rectifier voltmeter sa parehong kaso (i.e. half wave diode rectifier at full wave diode rectifier) ay mas mataas kumpara sa loading effects ng DC voltmeters dahil ang sensitivity ng voltmeter na gagamitin sa half wave o full wave rectification ay mas mababa kaysa sa sensitivity ng DC voltmeters.
Pahayag: Respeto sa original, mabubuti na artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may infringement magpakontak upang tanggalin.
