مقوم نصف الموجة أحادي الطور ما هو وكيف يعمل ؟ 4

 تم نشر هذا المشروع لجميع الأشخاص المهتمين في مجال تصنيع وابتكار المشاريع الإلكترونية والبرمجية، و نود التنويه أن موقع انا الكتروني يخلي مسؤوليته التامة في حال لم يعمل المشروع لدى العميل أو في حال الاستخدام الخاطئ للمكونات الإلكترونية والكهربائية التي قد تؤدي لحدوث الحرائق أو غيرها لا سمح الله.

تحتاج معظم الأنظمة الإلكترونية ، مثل أجهزة التلفزيون والأنظمة الصوتية وأجهزة الكمبيوتر ، إلى جهد DC للعمل بشكل صحيح . نظرًا لأن التيار الكهربي يتناوب ، فنحن بحاجة إلى تحويله إلى جهد إخراج ثابت نسبيًا . وتسمى الدائرة التي تحول الجهد المتردد (AC) إلى الجهد المستمر (DC) مقومات الجهد .

كما تعلمون ، فإن الصمام الثنائي يؤدي التيار فقط في اتجاه واحد من الأنود إلى الكاثود الخاص به . هذه الميزة تجعلها مثالية لتصحيح الجهد .
ترتبط الثنائيات معًا لتشكيل أنواع مختلفة من دوائر المقوم مثل مقومات نصف الموجة أو مقومات الموجة أو الجسر الكامل .

أبسط من جميع المقومات هو المعدل نصف الموجة .

مقوم نصف الموجة :

الصورة التالية تبين دائرة مقوم نصف الموجة .

Halfwave-Rectifier

عندما يتم تطبيق الجهد المتناوب عبر الصمام الثنائي ، فإن نصف دورة الجهد الإيجابي للمصدر سوف يؤدي إلى تحيز الصمام الثنائي . في هذه الحالة ، سوف يظهر الصمام الثنائي كمفتاح مغلق ، وسوف تظهر دورة نصف موجبة لجهد المصدر عبر مقاوم الحمل .

Halfwave-Rectifier-During-Positive-Half-Cycle

خلال النصف السلبي للدورة ، يكون الصمام الثنائي متحيزًا عكسيا . في هذه الحالة ، سوف يظهر الصمام الثنائي كمفتاح مفتوح ، ولا يظهر أي جهد عبر مقاوم الحمل .

Halfwave-Rectifier-During-Negative-Half-Cycle

في مقوم نصف الموجة ، يجري الصمام الثنائي خلال نصف دورة موجب وليس خلال نصف دورة سالبة . لهذا السبب ، يقوم مقوم نصف الموجة بقطع نصف الدورة السالبة. يسمى هذا الشكل الموجي إشارة نصف الموجة .

Halfwave-Signal

إذا تم عكس الصمام الثنائي ، فسيصبح متحيزًا للأمام عندما يكون جهد الدخل سالبًا . نتيجة لذلك ، ستكون نبضات الإخراج سالبة .

ينتج هذا الجهد نصف الموجي عن تيار حمل يتدفق في اتجاه واحد فقط مما يجعل الدائرة أحادية الاتجاه .

قيمة الجهد المقوم DC من إشارة نصف الموجة :

قيمة DC لإشارة نصف الموجة هي نفس القيمة المتوسطة .

DC-Equivalent-of-Halfwave-Signal

يتم حساب متوسط قيمة الإشارة خلال دورة واحدة باستخدام الصيغة أدناه :

halfwave_1

تخبرنا هذه المعادلة أن قيمة التيار المتردد لإشارة نصف الموجة تبلغ حوالي 31.8٪ من قيمة الذروة . على سبيل المثال ، إذا كان الجهد الأقصى لإشارة نصف الموجة هو 10 فولت ، فسيكون جهد التيار المستمر 3.18 فولت

عندما تقيس إشارة نصف الموجة باستخدام مقياس التيار المستمر ، فإن القراءة تساوي متوسط قيمة التيار المتردد .

تقريب الدرجة الثانية لي مقوم نصف الموجة :

في الواقع ، لا نحصل على جهد نصف موجي مثالي عبر مقاوم الحمل .

بسبب احتمال الحاجز أو هبوط الجهد بين طرفي الدايود ، لا يتم تشغيل الصمام الثنائي حتى يصل جهد التيار الكهربائي إلى حوالي 0.7V. لذلك ، الجهد الناتج هو 0.7V أقل من الجهد لمصدر الذروة .

halfwave_2

على سبيل المثال ، إذا كان الجهد الكهربائي لمصدر الذروة هو 10V فقط ، فإن جهد الحمل سيكون له ذروة 9.3V فقط .

لذلك فإن الصيغة الأكثر دقة لحساب قيمة التيار المستمر لإشارة نصف الموجة هي :

halfwave_3

تردد موجة الخرج في مقوم نصف الموجة :

ينتج عن تباين شكل الموجة الناتج المصحح أثناء دورات نصف موجبة وسالبة شكل موجي بكمية كبيرة من Ripple (الجزء المتقلب) .

التموج الناتجة له نفس التردد مثل امدادات التيار المتردد المدخلات .

لذلك ، يمكننا أن نكتب :

halfwave_4

ترشيح موجة الخرج في مقوم نصف الموجة :

الناتج الذي نحصل عليه من مقوم نصف الموجة هو جهد DC نابض يزيد إلى الحد الأقصى ثم ينخفض إلى الصفر .

نحن لسنا بحاجة إلى هذا النوع من الجهد . ما نحتاج إليه هو جهد ثابت وثابت للتيار المستمر ، وخالي من أي تباين في الجهد أو تموج ، كما نحصل عليه من البطارية .

للحصول على مثل هذا الجهد ، نحتاج إلى تصفية أو ترشيح إشارة نصف الموجة. طريقة واحدة للقيام بذلك هي توصيل مكثف ، والمعروف باسم مكثف تجانس ، عبر مقاوم الحمل كما هو موضح أدناه .

Halfwave-Rectifier-with-Smoothing-Capacitor

في البداية ، لم يتم شحن المكثف . خلال الربع الأول من الدورة ، يكون الصمام الثنائي متحيزًا للأمام ، لذلك يبدأ المكثف في الشحن . يستمر الشحن حتى يصل جهد الدخال إلى ذروته . عند هذه النقطة ، فإن الجهد عبر المكثف يساوي Vp .

Halfwave Smoothing Capacitor Charges

بعد وصول جهد الدخل إلى ذروته ، يبدأ في الانخفاض . بمجرد أن يكون جهد الدخل أقل من Vp ، يتجاوز الجهد عبر المكثف جهد الدخل الذي يقوم بإيقاف تشغيل الصمام الثنائي .

عند إيقاف تشغيل الصمام الثنائي ، يقوم المكثف بتفريغ عبر مقاوم الحمل ويزود تيار الحمل ، حتى يتم الوصول إلى الذروة التالية .

Halfwave Smoothing Capacitor Discharges

عندما تصل الذروة التالية ، يقوم الصمام الثنائي بإيجاز ويعيد شحن المكثف إلى قيمة الذروة .

Filtered-Halfwave-Signal

المحددات في مقوم نصف الموجة :

إذا كانت مقاومة الحمل صغيرة بالنسبة لقيمة مكثف معين ، فسوف يتدفق التيار العالي خلال الحمل الذي يقوم بتفريغ المكثف بسرعة أكبر (بسبب ثابت الوقت RC) ويؤدي إلى زيادة التموجات . طالما كان ثابت الوقت RC أكبر بكثير من هذه الفترة ، يظل المكثف مشحونًا بالكامل تقريبًا ، ونحصل على جهد إخراج مثالي من التيار المستمر . للحصول على وقت RC أكبر ، نحتاج إلى مكثف ذو قيمة أكبر . هذا ليس عمليًا لأن هناك حدودًا لكل من تكلفة وحجم المكثف .

كما لا يوجد خرج خلال النصف السلبي للدورة وبالتالي يضيع نصف الطاقة مما يؤدي إلى انخفاض سعة الخرج .

 

أنتهت !!!

بسبب عيوبها الرئيسية نادراً ما تستخدم مقومات نصف الموجة. سيكون أكثر عملية استخدام مقوم الموجة الكاملة كما تمت مناقشته في البرنامج التعليمي التالي.

4 Comments

  1. Thnkx keep it up

  2. Great content! Super high-quality! Keep it up! 🙂

    1. thanks

    2. ok , thanks

      Mohamed Abdalkreem .M

اترك تعليقاً



لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *