Тип приладу випрямляча | Принцип будівництва

Інструмент типу випрямляча вимірює змінну напругу і струмза допомогою випрямних елементів і постійного магніту рухомого котушка типу інструментів. Однак основна функція випрямного типу приладів працює як вольтметр. Тепер одне питання повинно виникати в нашій свідомості, чому ми використовуємо випрямляч типу інструментів широко в промисловому світі, хоча у нас є різні інші вольтметр змінного струму, як електродинаміка типу інструментів, термопари типу інструментів і т.д. Відповідь на це питання дуже проста і написана наступним чином.

1. Витрати електродинамічного типу приладів єдосить високий, ніж випрямний тип приладів. Однак випрямний тип приладів так само точний, як електродинамічний тип приладів. Таким чином, інструменти випрямного пристрою є кращими, ніж інструменти електродинамічного типу.
2. Інструменти термопари є більш делікатними, ніж інструменти випрямляча. Однак прилади термопар більш широко використовуються на дуже високих частотах.

Перш ніж дивитися на принцип будівництва і робота інструментів випрямного типу, є необхідність докладно обговорити характеристики напруги струму ідеального і практичного елемента випрямляча, званого діодом.
Розглянемо спочатку ідеальні характеристикивипрямний елемент. Тепер, що є ідеальним випрямляючим елементом? Випрямляючим елементом є той, який пропонує нульовий опір, якщо він є прямим зміщенням і пропонує нескінченне опір, якщо він змінений у зворотному напрямку.

Це властивість використовується для виправлення напруг (засоби ректифікації для перетворення змінної кількості в пряму кількість, тобто змінного струму до постійного струму). Розглянемо схему, наведену нижче.

У даній схемі ідеальний діодз'єднані послідовно з джерелом напруги і опором навантаження. Тепер, коли ми робимо діод вперед упередженим він проводить ідеально пропонують нульовий електричний шлях опору. Таким чином, ведеться як короткозамкнений. Ми можемо зробити диод упередженим шляхом підключення позитивного висновку батареї з анодом і негативним терміналом з катодом. Передня характеристика випрямляючого елемента або діода показана в характеристиці напруги.

Тепер, коли ми застосовуємо негативну напругу, тобто. підключення негативного висновку батареї з анодним роз'ємом діода і позитивний висновок батареї до катодного терміналу діода. Завдяки зворотному зміщенню він пропонує нескінченний електричний опір, і таким чином він веде себе як розімкнений ланцюг. Повні характеристики струму напруги наведені нижче.

Давайте знову розглянемо ту ж схему, що йРізниця тут полягає в тому, що ми використовуємо практичний випрямляючий елемент замість ідеального. Практичним випрямляючим елементом є деяке кінцеве пряме блокування напруги і високе зворотне блокування напруги. Ми будемо застосовувати таку ж процедуру для того, щоб отримати характеристики струму напруги практичного випрямного елемента. Тепер, коли ми робимо практичний випрямляючий елемент вперед упередженим, він не проводить до прикладеної напруги не більше напруги пробігу вперед або ми можемо сказати напругу коліна. Коли прикладена напруга стає більшою, ніж напруга коліна, діод або випрямний елемент перейдуть у режим провідності. Таким чином, поводиться як короткозамкнений, але через деякий електричний опір є падіння напруги на цьому практичному діоді. Ми можемо зробити випрямний елемент вперед зміщеним шляхом підключення позитивного висновку батареї з анодом і негативним висновком з катодом. Передня характеристика практичного випрямного елемента або діода показана в характеристиці напруги. Тепер при застосуванні негативної напруги, тобто підключення негативного висновку батареї з анодним терміналом діода і позитивним висновком батареї до катодного кінця випрямляючого елемента. Завдяки зворотному зміщенню він пропонує кінцеве опір і негативне напруга, поки прикладена напруга не стане рівною зворотного розриву напруги і, таким чином, веде себе як розімкнений ланцюг. Повні характеристики наведені нижче

Тепер для випрямного типу використовуються два типи випрямних ланцюгів:

Схеми випрямляча напівхвильового типу випрямляча типу інструментів

Розглянемо наведену нижче схему, в якій випрямний елемент з'єднаний послідовно з синусоїдальним джерелом напруги, приладом з рухомою котушкою постійного магніту і резистором множника.

Функція цього множника електричнаОпір полягає в тому, щоб обмежити струм, що тягне постійним магнітом рухома котушка типу приладу. Дуже важливо обмежити струм, що тягнеться за допомогою рухомого котушки постійного магніту, оскільки, якщо струм перевищує номінальний струм ПММК, він руйнує прилад. Тепер ми розділимо нашу роботу на дві частини. У першій частині ми застосовуємо постійну постійну напругу до вищезгаданої схеми. У схемі ми припускаємо, що випрямний елемент ідеальний. Позначимо опір множника R, а для рухомого котушки постійного магніту - R₁. Напруга постійного струму призводить до відхилення повного масштабувеличини I = V / (R + R1) де V - середньоквадратичне значення напруги. Розглянемо тепер другий випадок, в цьому випадку ми застосуємо AC-синусоїдальну напругу змінного струму до ланцюга v = Vm × sin (wt) і отримаємо форму вихідної хвилі, як показано. У позитивному напівперіоді випрямляючий елемент буде проводитись і в негативному напівциклі він не проводить. Таким чином ми отримаємо імпульс напруги на рухомому приладі котушки, який виробляє пульсуючий струм, таким чином пульсуючий струм дасть пульсуючий момент. Отриманий відхилення буде відповідати середньому значенню напруги. Отже, обчислимо середнє значення електричного струму, щоб обчислити середнє значення напруги, ми інтегруємо миттєве вираження напруги від 0 до 2 pi. Таким чином, розраховане середнє значення напруги виходить 0,45V. Знову ж маємо V - середньоквадратичне значення струму. Таким чином, ми робимо висновок, що чутливість входу змінного струму становить 0,45 рази чутливості входу постійного струму у випадку напівхвильового випрямляча.

Схеми повного хвилі випрямляча випрямляча типу інструментів

Розглянемо схему, наведену нижче.

Ми використали тут схему мостового випрямляча якпоказані. Знову ділимо нашу операцію на дві частини. У першому ми аналізуємо вихід, застосовуючи напругу постійного струму, а в іншій ми будемо застосовувати напругу змінного струму до схеми. Опір послідовного множника з'єднується послідовно з джерелом напруги, який має ту ж функцію, як описано вище. Розглянемо перший випадок, коли ми застосовуємо джерело постійної напруги до ланцюга. Тепер величина повного відхилення струму в цьому випадку є знову V / (R + R₁), де V - середньоквадратичне значення прикладеної напруги, R - опір множника опору і R₁ яка є електричним опором приладу. R і R₁ позначені на схемі. Розглянемо тепер другий випадок, в цьому випадку будемо застосовувати синусоїдальну напругу змінного струму до ланцюга, де задано v = Vmsin (wt) де Vm - пікове значення прикладеної напруги знову, якщо розрахувати величину струму повного розгортання у цьому випадку, застосовуючи подібну процедуру, ми отримаємо вираз повного масштабу струму як .9V / (R + R1). Пам'ятайте, щоб отримати середнє значення напруги, ми повинні інтегрувати миттєве вираження напруги від нуля до pi. Таким чином, порівнюючи його DC вихід ми робимо висновок, що чутливість з джерелом вхідного напруги змінного струму в 0,9 рази, як у випадку джерела напруги постійного струму.

Вихідна хвиля показана нижче. Тепер ми розглянемо фактори, які впливають на продуктивність інструментів типу випрямляча:

1. Випрямляч приладів калібруєтьсясередньоквадратичні значення синусоїдальної хвилі напруг і струму. Проблема полягає в тому, що вхідна форма сигналу може мати або не мати того ж форм-фактора, на якому калібрується шкала цих лічильників.
2. Може виникнути помилка через випрямлячСхема, як ми не включили опір випрямного мостового ланцюга в обох корпусах. Нелінійні характеристики мосту можуть спотворювати осцилограми струму і напруги.
3. Можлива зміна температури черезякий електричний опір моста змінюється, отже, для того, щоб компенсувати цей вид помилок ми повинні застосовувати множник резистор з високою температурою коефіцієнта.
4. Вплив ємності мостового випрямляча: Мостовий випрямляч має недосконалу ємність, завдяки чому за рахунок цього він пропускає високочастотні струми. Звідси йде зменшення читання.
5. Чутливість приладів типу випрямляча низька у випадку вхідної напруги змінного струму.

Переваги інструментів типу випрямляча

Нижче наведено переваги інструментів випрямляча:

• Точність приладу типу випрямляча становить близько 5% при нормальних робочих умовах.
• Частотний діапазон роботи може бути розширений до високого значення.
• Вони мають рівномірний масштаб на лічильнику.
• Вони мають низьке робоче значення струму і напруги.

Ефект навантаження випрямляча змінного струму вольтметрав обох випадках (тобто напіввольтний випрямляч і випрямляч з діодним випромінюванням) є високим у порівнянні з ефектом навантаження DC-вольтметрів, оскільки чутливість вольтметра або з використанням напівхвильової або повної хвилі випрямлення менше чутливості DC .