Instrumentum Rectificans

Definitio

Instrumenta quae elementum rectificans ad mensurandam tensionem et currentem utuntur, instrumenta rectificans vocantur. Elementum rectificans convertit currentem alternativum (AC) in currentem directum (DC), qui deinde indicatur per instrumentum DC-responsive. Instrumentum Permanent Magnet Moving Coil (PMMC) saepe utitur ut indicans.

Instrumenta rectificans sensibilitatem maiorem ostendunt comparata cum instrumentis movendi coil et electrodynamometris, id quod eos aptos facit pro mensurationibus currentis et tensionis. Dispositio circuitus instrumenti rectificantis in figura infra demonstratur, ostendens quattuor diodos quae ut elementum rectificans funguntur.

Resistens multiplicans Rs utitur ad limitandum currentem, ne eius valor rating PMMC instrumenti excedat.

Elementum Rectificans

Elementum rectificans convertit currentem alternativum (AC) in currentem directum (DC), assequens fluxum unidirectionalem currentis per instrumentum PMMC. Materiales communes pro elementis rectificantibus includunt cuprum oxidatum, cellulas selenium, germanium diodes, et silicon diodes.

Elementum rectificans exhibet resistentiam nullam in statu forward-biased et resistentiam infinitam in statu reverse-biased, proprietas quae critica est pro rectificatione.

Curva Characteristica Elementi Rectificantis

Curva characteristica circuitus rectificantis in figura infra demonstratur. Idealiter, elementum rectificans non habet decrescendum tensionis in directione forward et omnem currentem in directione reverse obstruit.

Sed practice, hoc non possibile est. Curva characteristica realis elementi rectificantis in figura infra demonstratur.

Circuitus Rectificans Semionda

Figura infra demonstrat circuitum rectificantem semiondam. Elementum rectificans conectitur in serie cum fonte tensionis, resistente multiplicante, et instrumento permanentis magnetis movendi coil (PMMC). Resistens forward diodi negligibilis assumitur.

Cum fontem tensionis DC applicamus circuitui, currentis Im per eum fluit, cuius magnitudo aequa est V/(Rm + RS). Hic currentis causat deflexionem full-scale in instrumento.

Cum tensionem AC applicamus eodem circuitui, elementum rectificans convertit tensionem AC in tensionem DC unidirectionalem, reddens output rectificatum per instrumentum. Instrumentum PMMC deflectit secundum valorem medii currentis, qui dependet a valore medio tensionis AC.

Valorem Medius Tensionis

Hoc calculatio indicat quod sensibilitas instrumenti pro AC est 0.45 times sensibilitas currentis pro DC.

Instrumentum Rectificans Full-Wave

Circuitus rectificantis full-wave in figura infra demonstratur.

Tensio DC applicata circuitui causat deflexionem full-scale instrumenti PMMC. Tensio sinusoidalis applicata instrumento exprimitur ut

Pro eodem valore tensionis, valorem medius AC est 0.9 times illud DC. Aliis verbis, sensibilitas instrumenti cum AC est 90% illius cum DC.

Sensibilitas instrumenti rectificantis full-wave est dupla illius instrumenti rectificantis semiondae.

Sensibilitas Instrumenti Rectificantis

Sensibilitas instrumenti reflectit quomodo quantitas mensurata variat ab input ad output, sicut sensibilitas DC instrumenti rectificantis.

Sensibilitas instrumenti rectificantis AC dependet a genere elementi rectificantis usitati in circuitu.

Factores Affectantes Performance Instrumentorum Rectificantium

Hi factores impactum habent in performance instrumenti cum AC:

Effectus Formae Ondae

Instrumenta rectificantia calibrantur secundum valorem RMS (root-mean-square) tensionis et currentis. Factor formae instrumentorum rectificantium semiondae et full-wave fixus est pro scala calibrata. Si forma ondae alia applicatur, errores lectionis propter dissonantiam formae ondae occurrunt.

Effectus Mutationis Temperaturae

Resistens elementi rectificantis variat cum temperatura, introducens errores in mensurationes instrumenti.

Effectus Currentium Altifrequentialium

Instrumenta rectificantia imperfectiones capacitivitates habent, permitentes currentes altifrequentialios transire et affectare lectiones.

Decreductio Sensibilitatis

Sensibilitas instrumentorum rectificantium pro operatione AC minor est quam pro operatione DC.

Advantages Instrumentorum Rectificantium

• Expansio Frequentiae: Operatur a 20 Hz ad ranges altifrequentialis.

• Consumptio Currens Parva: Pro voltmeteribus, range operativus currens multo minor est quam aliorum instrumentorum AC.

• Scala Uniformis: Praebet scalas uniformes per latum range mensurationis.

• Accuratia Moderata: Assequit ±5% accuratiam sub conditionibus normalibus operationis.

Applicationes Instrumentorum Rectificantium

• Mensurat tensionem in range 50–250 V.

• Utitur ut milliammeter vel microammeter.

• Applicatur in circuitibus communicationis pro mensuratione signorum.

• Nota: Sensibilitas voltmeteris rectificantis AC minor est quam voltmeteris DC, resultans in effectu loading maiore pro mensurationibus AC.