What Is Half Wave Rectifier in Hindi - Electrical Engineering Notes - Computer in Hindi | Business in Hindi

Wednesday, November 17, 2021

What Is Half Wave Rectifier in Hindi - Electrical Engineering Notes

 Half Wave Rectifier in Hindi


हाफ वेव रेक्टिफायर को एक प्रकार के रेक्टिफायर के रूप में परिभाषित किया जाता है जो केवल एक एसी वोल्टेज वेवफॉर्म के एक आधे-चक्र को दूसरे आधे-चक्र को अवरुद्ध करते हुए पारित करने की अनुमति देता है। एसी वोल्टेज को डीसी वोल्टेज में बदलने के लिए हाफ-वेव रेक्टिफायर का उपयोग किया जाता है, और निर्माण के लिए केवल एक डायोड की आवश्यकता होती है।

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रेक्टिफायर एक ऐसा उपकरण है जो प्रत्यावर्ती धारा (AC) को दिष्ट धारा (DC) में परिवर्तित करता है। यह डायोड या डायोड के समूह का उपयोग करके किया जाता है। हाफ वेव रेक्टिफायर एक डायोड का उपयोग करते हैं, जबकि एक फुल वेव रेक्टिफायर कई डायोड का उपयोग करता है।


Half Wave Rectifier की कार्यप्रणाली इस तथ्य का लाभ उठाती है कि डायोड केवल करंट को एक दिशा में प्रवाहित करने की अनुमति देता है।


Half Wave Rectifier Theory in Hindi

हाफ वेव रेक्टिफायर उपलब्ध रेक्टिफायर का सबसे सरल रूप है। हम एक पूर्ण हाफ वेव रेक्टिफायर सर्किट को बाद में देखेंगे - लेकिन आइए पहले यह समझें कि इस प्रकार का रेक्टिफायर क्या कर रहा है।


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नीचे दिया गया चित्र हाफ-वेव रेक्टिफायर के मूल सिद्धांत को दर्शाता है। जब एक मानक एसी तरंग को हाफ-वेव रेक्टिफायर से गुजारा जाता है, तो एसी वेवफॉर्म का केवल आधा हिस्सा रहता है। हाफ-वेव रेक्टिफायर केवल एसी वोल्टेज के एक आधे-चक्र (सकारात्मक या नकारात्मक आधे-चक्र) की अनुमति देते हैं और डीसी पक्ष पर दूसरे आधे-चक्र को अवरुद्ध कर देंगे, जैसा कि नीचे देखा गया है।


Half Wave Rectifier
Half Wave Rectifier



Half Wave Rectifier के निर्माण के लिए केवल एक डायोड की आवश्यकता होती है। संक्षेप में, यह वह सब है जो हाफ-वेव रेक्टिफायर कर रहा है।


चूंकि डीसी सिस्टम को एक ही दिशा में प्रवाहित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है (और निरंतर वोल्टेज - जिसका हम बाद में वर्णन करेंगे), डीसी डिवाइस के माध्यम से सकारात्मक और नकारात्मक चक्रों के साथ एसी तरंग डालने से विनाशकारी (और खतरनाक) परिणाम हो सकते हैं। इसलिए हम एसी इनपुट पावर को डीसी आउटपुट पावर में बदलने के लिए हाफ-वेव रेक्टिफायर का उपयोग करते हैं।


लेकिन डायोड इसका केवल एक हिस्सा है - एक पूर्ण हाफ-वेव रेक्टिफायर सर्किट में 3 मुख्य भाग होते हैं:


  • एक ट्रांसफॉर्मर
  • एक प्रतिरोधक भार (A resistive load)
  • एक डायोड

हाफ वेव रेक्टिफायर सर्किट आरेख इस तरह दिखता है:


step down transformer
step down transformer 



अब हम इस प्रक्रिया से गुजरेंगे कि कैसे एक हाफ-वेव रेक्टिफायर एसी वोल्टेज को डीसी आउटपुट में परिवर्तित करता है।


सबसे पहले, स्टेप-डाउन ट्रांसफॉर्मर के प्राथमिक पक्ष पर एक उच्च एसी वोल्टेज लगाया जाता है और हमें सेकेंडरी वाइंडिंग पर एक कम वोल्टेज मिलेगा जो डायोड पर लगाया जाएगा।


transformer
transformer



एसी वोल्टेज के सकारात्मक आधे चक्र के दौरान, डायोड फॉरवर्ड बायस्ड होगा और डायोड से करंट प्रवाहित होगा। एसी वोल्टेज के नकारात्मक आधे चक्र के दौरान, डायोड रिवर्स बायस्ड होगा और करंट का प्रवाह अवरुद्ध हो जाएगा। द्वितीयक पक्ष (डीसी) पर अंतिम आउटपुट वोल्टेज तरंग ऊपर चित्र 3 में दिखाया गया है।


यह पहली नज़र में भ्रमित करने वाला हो सकता है - तो आइए इसके सिद्धांत पर थोड़ा और ध्यान दें।


हम सर्किट के द्वितीयक पक्ष पर ध्यान केंद्रित करेंगे। यदि हम द्वितीयक ट्रांसफार्मर कॉइल को स्रोत वोल्टेज से बदलते हैं, तो हम  half wave rectifier diagram को इस प्रकार सरल बना सकते हैं:


half wave rectifier diagram


half wave rectifier diagram
Half Wave Rectifier



अब हमारे पास सर्किट का ट्रांसफार्मर हिस्सा हमें विचलित नहीं कर रहा है।


 AC source voltage के positive आधे चक्र के लिए, equivalent circuit प्रभावी रूप से बन जाता है:


AC source voltage
 AC source voltage



ऐसा इसलिए है क्योंकि डायोड फॉरवर्ड बायस्ड है, और इसलिए करंट को गुजरने देता है। तो हमारे पास एक बंद सर्किट है।


लेकिन एसी स्रोत वोल्टेज के नकारात्मक आधे चक्र के लिए, समतुल्य सर्किट बन जाता है:


negative half cycle
negative half cycle 



चूंकि डायोड अब रिवर्स बायस मोड में है, इसलिए इसमें से कोई भी करंट नहीं गुजर सकता है। जैसे, अब हमारे पास एक ओपन सर्किट है। चूंकि इस समय के दौरान लोड के माध्यम से करंट प्रवाहित नहीं हो सकता है, आउटपुट वोल्टेज शून्य के बराबर है।


यह सब बहुत जल्दी होता है - चूंकि एक एसी तरंग प्रत्येक सेकंड (आवृत्ति के आधार पर) कई बार सकारात्मक और नकारात्मक के बीच दोलन करेगी।


इनपुट साइड (Vin) पर हाफ वेव रेक्टिफायर वेवफॉर्म कैसा दिखता है, और रेक्टिफिकेशन के बाद आउटपुट साइड (Vout)पर यह कैसा दिखता है (यानी एसी से डीसी में रूपांतरण):


half wave rectifier waveform
half wave rectifier waveform



ऊपर दिया गया ग्राफ वास्तव में एक सकारात्मक आधा तरंग सुधारक दिखाता है। यह एक हाफ-वेव रेक्टिफायर है जो डायोड के माध्यम से केवल सकारात्मक आधे-चक्र की अनुमति देता है, और नकारात्मक आधे-चक्र को अवरुद्ध करता है।


सकारात्मक हाफ वेव रेक्टिफायर से पहले और बाद में वोल्टेज तरंग को नीचे चित्र 4 में दिखाया गया है।


positive half wave rectifier
 positive half wave rectifier



इसके विपरीत, एक नकारात्मक आधा-लहर सुधारक डायोड के माध्यम से केवल नकारात्मक आधा चक्र की अनुमति देगा और सकारात्मक आधा चक्र को अवरुद्ध कर देगा। पॉज़िटिव और नेगेटिव हाफ वेव रेक्टिफायर के बीच एकमात्र अंतर डायोड की दिशा है।


जैसा कि आप नीचे चित्र  में देख सकते हैं, डायोड अब विपरीत दिशा में है। इसलिए डायोड अब केवल तभी आगे बायस्ड होगा जब एसी तरंग अपने नकारात्मक आधे चक्र में होगी।


negative half wave rectifier in hindi
negative half wave rectifier


Half Wave Rectifier in Hindi

Half Wave Rectifier Capacitor Filter

उपरोक्त सिद्धांत से हमने जो आउटपुट तरंग प्राप्त की है वह एक स्पंदित डीसी तरंग है। बिना फिल्टर के हाफ वेव रेक्टिफायर का उपयोग करने पर यही प्राप्त होता है।


फिल्टर ऐसे घटक हैं जिनका उपयोग डीसी तरंगों को स्पंदित करने वाले डीसी तरंगों को निरंतर डीसी तरंगों में परिवर्तित (चिकना) करने के लिए किया जाता है। वे तरंग में डीसी तरंगों को दबाकर इसे प्राप्त करते हैं।


हालांकि बिना फिल्टर वाले हाफ-वेव रेक्टिफायर सैद्धांतिक रूप से संभव हैं, उनका उपयोग किसी भी व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए नहीं किया जा सकता है। जैसा कि डीसी उपकरण को एक निरंतर तरंग की आवश्यकता होती है, हमें वास्तविक दुनिया में किसी भी उपयोग के लिए इस स्पंदनशील तरंग को 'सुचारू' करने की आवश्यकता होती है।


यही कारण है कि वास्तव में हम एक फिल्टर के साथ हाफ वेव रेक्टिफायर का उपयोग करते हैं। एक संधारित्र या एक प्रारंभ करनेवाला का उपयोग फिल्टर के रूप में किया जा सकता है - लेकिन संधारित्र फिल्टर के साथ आधा तरंग दिष्टकारी का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।


नीचे दिए गए सर्किट आरेख से पता चलता है कि कैसे एक कैपेसिटिव फिल्टर का उपयोग एक स्पंदित डीसी तरंग को एक निरंतर डीसी तरंग में सुचारू करने के लिए किया जा सकता है।


Half Wave Rectifier Capacitor Filter
Half Wave Rectifier Capacitor Filter



Half Wave Rectifier Formula

अब हम पिछले सिद्धांत और ऊपर दिए गए ग्राफ के आधार पर हाफ वेव रेक्टिफायर के लिए विभिन्न सूत्र प्राप्त करेंगे।


Ripple Factor of Half Wave Rectifier in Hindi

एसी वोल्टेज तरंग को डीसी तरंग में परिवर्तित करते समय 'रिपल' अवांछित एसी घटक शेष है। भले ही हम सभी एसी घटकों को हटाने के लिए सर्वोत्तम प्रयास करते हैं, फिर भी आउटपुट पक्ष पर कुछ छोटी राशि शेष है जो डीसी तरंग को स्पंदित करती है। इस अवांछित एसी घटक को 'रिपल' कहा जाता है।


यह निर्धारित करने के लिए कि हाफ-वेव रेक्टिफायर एसी वोल्टेज को डीसी वोल्टेज में कितनी अच्छी तरह परिवर्तित कर सकता है, हम उस चीज का उपयोग करते हैं जिसे रिपल फैक्टर (γ या r द्वारा दर्शाया गया) के रूप में जाना जाता है। रिपल फैक्टर एसी वोल्टेज (इनपुट साइड पर) के आरएमएस वैल्यू और रेक्टिफायर के डीसी वोल्टेज (आउटपुट साइड पर) के बीच का अनुपात है।


तरंग कारक का सूत्र है:


ripple factor
 ripple factor 



जिसे बराबर में भी पुनर्व्यवस्थित किया जा सकता है:


rearranged for half wave rectifier in hindi
rearranged



हाफ वेव रेक्टिफायर का रिपल फैक्टर 1.21 (अर्थात = 1.21) के बराबर होता है।


ध्यान दें कि हमारे लिए एक अच्छा दिष्टकारी बनाने के लिए, हम तरंग कारक को यथासंभव कम रखना चाहते हैं। यही कारण है कि हम सर्किट में तरंगों को कम करने के लिए कैपेसिटर और इंडक्टर्स को फिल्टर के रूप में उपयोग करते हैं।


Efficiency of Half Wave Rectifier in Hindi

रेक्टिफायर दक्षता (η) आउटपुट डीसी पावर और इनपुट एसी पावर के बीच का अनुपात है। दक्षता का सूत्र इसके बराबर है:


Efficiency of Half Wave Rectifier
Efficiency of Half Wave Rectifier



हाफ वेव रेक्टिफायर की दक्षता 40.6% (अर्थात max = 40.6%) के बराबर होती है।


RMS value of Half Wave Rectifier in Hindi

हाफ वेव रेक्टिफायर का RMS मान निकालने के लिए, हमें पूरे लोड में करंट की गणना करनी होगी। यदि तात्कालिक लोड करंट iL = Imsinωt के बराबर है, तो लोड करंट (IDC) का औसत इसके बराबर है:


RMS value of Half Wave Rectifier in Hindi
RMS value of Half Wave Rectifier in Hindi




जहां Im पूरे लोड (Imax) के शिखर तात्कालिक धारा के बराबर है। इसलिए पूरे लोड में प्राप्त आउटपुट डीसी करंट (IDC) है:


peak instantaneous current
peak instantaneous current



हाफ-वेव रेक्टिफायर के लिए, RMS लोड करंट (Irms) औसत करंट (IDC) मल्टीपल बाय π/2 के बराबर होता है। इसलिए हाफ वेव रेक्टिफायर के लिए लोड करंट (Irms) का RMS मान है:


load current for half wave rectifier
load current for half wave rectifier



जहाँ Im= Imax जो पूरे भार के शिखर तात्कालिक धारा के बराबर है।


Peak Inverse Voltage of Half Wave Rectifier in Hindi

पीक इनवर्स वोल्टेज (PIV) अधिकतम वोल्टेज है जिसे डायोड रिवर्स बायस कंडीशन के दौरान झेल सकता है। यदि पीआईवी से अधिक वोल्टेज लगाया जाता है, तो डायोड नष्ट हो जाएगा।


Form Factor of Half Wave Rectifier

फॉर्म फैक्टर (F.F) RMS वैल्यू और एवरेज वैल्यू के बीच का अनुपात है, जैसा कि नीचे दिए गए फॉर्मूले में दिखाया गया है:


Form factor
Form factor



हाफ वेव रेक्टिफायर का फॉर्म फैक्टर 1.57 (यानी F.F = 1.57) के बराबर होता है।


Output DC Voltage

लोड रेसिस्टर के आर-पार आउटपुट वोल्टेज (VDC) को निम्न द्वारा दर्शाया जाता है:


Output DC Voltage
Output DC Voltage



Applications of Half Wave Rectifier in Hindi

हाफ वेव रेक्टिफायर का उपयोग आमतौर पर फुल-वेव रेक्टिफायर के रूप में नहीं किया जाता है। इसके बावजूद, उनके अभी भी कुछ उपयोग हैं:


  • सुधार अनुप्रयोगों के लिए
  • सिग्नल डिमॉड्यूलेशन अनुप्रयोगों के लिए
  • सिग्नल पीक अनुप्रयोगों के लिए

Advantages of Half Wave Rectifier

हाफ-वेव रेक्टिफायर्स का मुख्य लाभ उनकी सादगी में है। चूंकि उन्हें उतने घटकों की आवश्यकता नहीं होती है, वे सेटअप और निर्माण के लिए सरल और सस्ते होते हैं।


जैसे, हाफ-वेव रेक्टिफायर्स के मुख्य लाभ हैं:


सरल (घटकों की कम संख्या)

सस्ती अग्रिम लागत (क्योंकि उनके पास कम उपकरण हैं। हालांकि बिजली के नुकसान में वृद्धि के कारण समय के साथ उच्च लागत है)



Disadvantages of Half Wave Rectifier in Hindi

हाफ-वेव रेक्टिफायर के नुकसान हैं:


  • वे केवल एक आधा चक्र प्रति साइनवेव के माध्यम से अनुमति देते हैं, और दूसरा आधा चक्र बर्बाद हो जाता है। इससे बिजली की हानि होती है।

  • वे कम आउटपुट वोल्टेज पैदा करते हैं।

  • हम जो आउटपुट करंट प्राप्त करते हैं, वह विशुद्ध रूप से डीसी नहीं है, और इसमें अभी भी बहुत अधिक रिपल है (यानी इसमें एक उच्च रिपल फैक्टर है)



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