Rectifier Circuits MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Rectifier Circuits - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही उत्तर है: 4) सेंटर-टैप्ड दिष्टकारी की तुलना में ब्रिज दिष्टकारी के लिए ट्रांसफार्मर उपयोग कारक (TUF) बेहतर होता है।

व्याख्या:
ट्रांसफार्मर उपयोग कारक (TUF):
TUF इंगित करता है कि एक दिष्टकारी परिपथ में ट्रांसफार्मर का कितना कुशलतापूर्वक उपयोग किया जाता है।

ब्रिज दिष्टकारी TUF ≈ 0.812

सेंटर-टैप्ड पूर्ण-तरंग दिष्टकारी TUF ≈ 0.693

इसलिए, एक ब्रिज दिष्टकारी ट्रांसफार्मर का अधिक कुशलतापूर्वक उपयोग करता है, जिससे विकल्प 4 सही होता है।

Additional Information 
1) दोनों दिष्टकारी का PIV समान है
गलत — एक ब्रिज दिष्टकारी में, प्रत्येक डायोड केवल V_m (पीक वोल्टेज) का सामना करता है,
जबकि एक सेंटर-टैप्ड दिष्टकारी में, प्रत्येक डायोड को 2V_m का सामना करना पड़ता है ⇒ PIV अधिक होता है।

2) दोनों के लिए ट्रांसफार्मर उपयोग कारक समान है
गलत — TUF ब्रिज दिष्टकारी में बेहतर है, समान नहीं।

3) सेंटर-टैप्ड दिष्टकारी की तुलना में ब्रिज दिष्टकारी में दोगुना PIV होता है।
गलत — यह सेंटर-टैप्ड दिष्टकारी है जिसमें उच्च PIV है, ब्रिज नहीं।

अंतिम उत्तर:
4) सेंटर-टैप्ड दिष्टकारी की तुलना में ब्रिज दिष्टकारी के लिए ट्रांसफार्मर उपयोग कारक (TUF) बेहतर होता है।

a.) पूर्ण-तरंग रेक्टिफायर

आवश्यक डायोड की संख्या = 4

b.) अर्ध-तरंग रेक्टिफायर

आवश्यक डायोड की संख्या = 1

c.) केंद्र-टैप्ड पूर्ण-तरंग रेक्टिफायर परिपथ

आवश्यक डायोड की संख्या = 2

डायोड की संख्या आरोही क्रम में व्यवस्थित: b-c-a

संप्रत्यय:

एक पूर्ण तरंग दिष्टकारी में, निर्गत आवृत्ति निवेश आवृत्ति की दोगुनी होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि निवेश AC सिग्नल के प्रत्येक चक्र के दौरान, निर्गत सिग्नल दो चक्र पूरे करता है।

व्याख्या:

यदि किसी पूर्ण तरंग दिष्टकारी में निवेश आवृत्ति 50 Hz है, तो निर्गत आवृत्ति होगी:

\( f_{out} = 2 \times f_{in} \)

दिया गया है कि निवेश आवृत्ति \( f_{in} \) 50 Hz है,

\( f_{out} = 2 \times 50 \, \text{Hz} = 100 \, \text{Hz} \)

इसलिए, पूर्ण तरंग दिष्टकारी की निर्गत आवृत्ति 100 Hz होगी।

सही विकल्प (2) है।

अवधारणा:

• अर्ध-तरंग दिष्टकारी की दक्षता लोड को दी गई DC शक्ति का AC शक्ति की आपूर्ति के अनुपात में होती है जो दिष्टकारी को दी जाती है।
• दिष्टकारी दक्षता (η) का सूत्र है:
• η = P_DC / P_AC
• अर्ध-तरंग दिष्टकारी के लिए धारा समीकरण इस प्रकार हैं:
  • शिखर धारा: I_m = V_m / (R_L + R_F)
  • DC धारा: I_DC = I_m / π
  • RMS धारा: I_rms = I_m / √2
• DC शक्ति: P_DC = (I_DC)² x R_L
• AC शक्ति: P_AC = (I_rms)² x (R_L + R_F)

गणना:

वोल्टेज का आयाम (Vm) = 25 V

आवृत्ति = 50 Hz

लोड प्रतिरोध (RL) = 1000 Ω

डायोड का अग्र प्रतिरोध (RF) = 100 Ω

शिखर धारा:

⇒ I_m = V_m / (R_L + R_F)

⇒ I_m = 25 / (1000 + 100)

⇒ I_m = 25 / 1100

⇒ I_m = 24.75 mA

DC धारा:

⇒ I_DC = I_m / π

⇒ I_DC = 24.75 / 3.14

⇒ I_DC ≈ 7.87 mA

RMS धारा:

⇒ I_rms = I_m / √2

⇒ I_rms = 24.75 / 2

⇒ I_rms = 12.37 mA

DC शक्ति:

⇒ P_DC = (I_DC)² x R_L

⇒ P_DC = (7.87 x 10^-3)² x 10³

⇒ P_DC ≈ 61.9 mW

AC शक्ति:

⇒ P_AC = (I_rms)² x (R_L + R_F)

⇒ P_AC = (12.37 x 10^-3)² x (10 + 1000)

⇒ P_AC ≈ 154.54 mW

दक्षता:

⇒ η = P_DC / P_AC

⇒ η = (61.9 / 154.54) x 100

⇒ η ≈ 40.05%

∴ दिष्टकारी की दक्षता 40.05% है।

अवधारणा

एक पूर्ण-तरंग दिष्टकारी की ऊर्मिका वोल्टता निम्न प्रकार दिया जाता है:

\(V_R={2.4V_{dc}\over R_LC}\)

∵ \({V_{dc}\over R_L}=I_L\)

\(V_R={2.4I_{L}\over C}\)

जहाँ, VR = तरंग वोल्टता

IL = लोड धारा

C = संधारित्र

गणना

दिया गया है, C = 100 μF

IL = 50 mA

\(V_R={2.4\times 50\times 10^{-3}\over 100\times 10^{-6}}\)

VR = 1.2 kV

धारणा:

एक दिष्टकारी की दक्षता को dc आउटपुट पावर के इनपुट पावर के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

एक अर्ध-तरंग दिष्टकारी की दक्षता होगी:

\(\eta = \frac{{{P_{dc}}}}{{{P_{ac}}}}\)

\(\eta= \frac{{\frac{{V_{dc}^2}}{{{R_L}}}}}{{\frac{{V_{rms}^2}}{{{R_L}}}}} \)

V_DC = DC या औसत आउटपुट वोल्टेज

R_L = भार प्रतिरोध

अर्ध-तरंग दिष्टकारी के लिए आउटपुट DC वोल्टेज या औसत वोल्टेज निम्न द्वारा दिया जाता है:

\(V_{DC}=\frac{V_m}{\pi}\)

इसके अलावा अर्ध-तरंग दिष्टकारी के लिए RMS वोल्टेज निम्न द्वारा दिया जाता है:

\(V_{rms}=\frac{V_m}{2}\)

गणना:

एक अर्ध-तरंग दिष्टकारी की दक्षता होगी:

\(\eta= \frac{{{{\left( {\frac{{{V_m}}}{\pi }} \right)}^2}}}{{{{\left( {\frac{{{V_m}}}{{2 }}} \right)}^2}}} = 40.6\;\% \)

अर्ध-तरंग दिष्टकारी के लिए अधिकतम दक्षता = 40.6%

टिप्पणी: पूर्ण-तरंग दिष्टकारी के लिए अधिकतम दक्षता = 81.2%

ऊर्मिका गुणक:

सिग्नल के आउटपुट में मौजूद AC की मात्रा को ऊर्मिका कहा जाता है।

उर्मिका गुणांक DC आउटपुट में मौजूद उर्मियों की संख्या को इंगित करता है।

शक्ति आपूर्ति का आउटपुट इस प्रकार दिया गया है,

\({\rm{Ripple\;factor}} = \frac{{{I_{rms}}\;of\;AC\;component}}{{{I_{DC}}\;component}}\)

इसे इस प्रकार दिया गया है

\(\gamma = \sqrt {{{\left( {\frac{{{V_{rms}}}}{{{V_{DC}}}}} \right)}^2} - 1} \)

इसलिए यदि उर्मिका गुणक कम होता है, तो शक्ति आपूर्ति में कम AC घटक होते हैं और शक्ति आपूर्ति आउटपुट अधिक शुद्ध होता है (अर्थात अधिक अस्थिरता के बिना दिष्ट धारा अधिक होती है)

इसलिए उर्मिका गुणांक शक्ति आपूर्ति के आउटपुट की शुद्धता का संकेत है।

पूर्ण तरंग दिष्टकारी: γ = 0.48

अर्ध तरंग दिष्टकारी के लिए γ = 1.21

ट्रांसफॉर्मर उपयोगिता कारक

दिष्टकारी परिपथ के ट्रांसफॉर्मर उपयोगिता कारक (TUF) को भार प्रतिरोधक पर उपलब्ध DC शक्ति और ट्रांसफॉर्मर के द्वितीयक कुंडली के kVA दर के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है।

% TUF = \({V_{o(avg)}\times I_{o(avg)}\over V_{s(rms) \times I_{s(rms)}}}\)

अर्ध-तरंग दिष्टकारी के लिए

अर्ध तरंग दिष्टकारी का तरंग रूप निम्न है:

अर्ध-तरंग दिष्टकारी के लिए मापदंड निम्न हैं-

\(V_{o(avg)}={V_m\over \pi}\) और \(I_{o(avg)}={V_m\over \pi R}\)

\(V_{s(rms)}={V_m\over {2}}\) और \(I_{o(rms)}=I_{s(rms)}={V_m\over 2R}\)

% TUF = \({{V_m\over \pi}\times{V_m\over \pi R}\over {V_m\over \sqrt{2}}\times {V_m\over {2}R}}\)

% TUF = 28.6%

पूर्ण-तरंग दिष्टकारी 

पूर्ण तरंग दिष्टकारी का तरंग रूप निम्न है:

पूर्ण-तरंग दिष्टकारी के लिए मापदंड निम्न हैं-

\(V_{o(avg)}={2V_m\over \pi}\) और \(I_{o(avg)}={2V_m\over \pi R}\)

\(V_{s(rms)}={V_m\over \sqrt{2}}\)और \(I_{s(rms)}=V_m\)

% TUF = \({{2V_m\over \pi}\times{2V_m\over \pi R}\over {V_m\over \sqrt{2}}\times {V_m}}\)

% TUF = 57.2%

Mistake Pointsअर्ध-तरंग दिष्टकारी के लिए दिष्टकरण दक्षता 40.6% होती है।

पूर्ण तरंग दिष्टकारी की दिष्टकरण दक्षता 81.2% होती है।​

सही उत्तर विकल्प 3): (100 Hz) है।

संकल्पना:

निर्गत और निविष्ट की तरंग ऊर्मिका समान है।

ऐसा इसलिए है क्योंकि इनपुट का एक अर्ध चक्र निकल जाता है और दूसरा अर्ध चक्र जब्त हो जाता है।

तो, प्रभावी रूप से आवृत्ति समान होती है

इसलिए f_in  = f_r

ऊर्मिका आवृत्ति = 100 हर्ट्ज

अर्ध तरंग दिष्टकारी की ऊर्मिका आवृत्ति f0 है, जहां f0 इनपुट लाइन आवृत्ति है। मध्य-निष्कासी या सेतु-प्रकार पूर्ण-तरंग दिष्टकारी की तरंग आवृत्ति 2f0 है।

अवधारणा:

एक अर्ध-तरंग दिष्‍टकृत में,

भार धारा का औसत मान, \({I_{avg}} = \frac{{{V_m}}}{{\pi \left( {R + {R_L}} \right)}}\)

भार धारा का RMS मान, \({I_{rms}} = \frac{{{V_m}}}{{2\left( {R + {R_L}} \right)}}\)

Vm आपूर्ति वोल्टेज का शीर्ष मान है

R आंतरिक प्रतिरोध है

RL भार प्रतिरोध है

गणना:

यह देखते हुए कि, वोल्टेज की आपूर्ति = 50 sin ωt

शिखर वोल्टेज (Vm) = 50 V

आंतरिक प्रतिरोध (R) = 20 Ω

भार प्रतिरोध (RL) = 800 Ω

संकल्पना

दिष्टकारी की क्षमता को DC आउटपुट शक्ति और AC आउटपुट शक्ति के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

अर्द्ध-तरंग दिष्टकारी के लिए-

DC आउटपुट शक्ति को निम्न के द्वारा दिया गया है:

\(P_{o(avg)}=​​V_{o(avg)}I_{o(avg)}\)

\(P_{o(avg)}=​​{V_m\over \pi}​​{I_o\over \pi R}\)

AC आउटपुट शक्ति को निम्न के द्वारा दिया गया है:

\(P_{o(RMS)}=​​V_{o(RMS)}I_{o(RMS)}\)

\(P_{o(RMS)}=​​{V_m\over 2}​​{I_o\over 2 R}\)

क्षमता को निम्न के द्वारा दिया गया है:

 \(η={V_m I_o\over \pi^2 R}\times {2^2 R\over V_m I_o}\)

η = 40.6%

पूर्ण-तरंग दिष्टकारी के लिए 

DC आउटपुट शक्ति को निम्न के द्वारा दिया गया है:

\(P_{o(avg)}=​​V_{o(avg)}I_{o(avg)}\)

\(P_{o(avg)}=​​{2V_m\over \pi}​​{2I_o\over \pi R}\)

AC आउटपुट शक्ति को निम्न के द्वारा दिया गया है:

\(P_{o(RMS)}=​​V_{o(RMS)}I_{o(RMS)}\)

\(P_{o(RMS)}=​​{V_m\over \sqrt{2}}​​{I_o\over \sqrt{2} R}\)

क्षमता को को निम्न के द्वारा दिया गया है:

 \(η={4V_m I_o\over \pi^2 R}\times {2 R\over V_m I_o}\)

η = 81.2%

पूर्ण-तरंग दिष्टकारी​:

एक ब्रिज दिष्टकारी दो प्रकार के होते हैं:

1) ब्रिज प्रकार पूर्ण-तरंग दिष्टकारी

2) केंद्र टैप पूर्ण-तरंग दिष्टकारी

एक ब्रिज प्रकार पूर्ण-तरंग दिष्टकारी में 4 डायोड दिखाए गए हैं:

ऊर्मिका गुणक (RF):

उर्मिका गुणांक DC आउटपुट में मौजूद उर्मियों की संख्या को इंगित करता है।

शक्ति आपूर्ति का आउटपुट इस प्रकार दिया गया है,

दक्षता:

एक दिष्टकारी की दक्षता को dc आउटपुट शक्ति के इनपुट शक्ति के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।

Additional Information

दिष्टकारी: दिष्टकारी एक ऐसा उपकरण है जो एक प्रत्यावर्ती धारा को एक प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करता है। p-n  संधि को एक दिष्टकारी के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है क्योंकि यह केवल एक दिशा में धारा प्रवाह की अनुमति देता है।

दिष्टकारी के दो प्रकार है: अर्ध-तरंग दिष्टकारी और पूर्ण तरंग दिष्टकारी।

• अर्ध-तरंग दिष्टकारी में केवल एक डायोड होता है, इसलिए धनात्मक अर्ध चक्र डायोड चालन करता है और आउटपुट प्रदान करता है, इसी प्रकार ऋणात्मक अर्ध चक्र डायोड चालन नही करता है और कोई आउट्पुट नही देता है।
• एक अर्ध-तरंग दिष्टकारी में, अर्ध-तरंग दिष्टकारी की आउटपुट आवृति (ω) ac के समान होती है।

पूर्ण तरंग दिष्टकारी:

• एक पूर्ण तरंग दिष्टकारी में, प्रत्येक डायोड में धारा इनपुट सिग्नल के पूरे चक्र के लिए प्रवाहित है। इसलिए एक समय में, एक-आधे चक्र के लिए केवल एक डायोड चालू होगा। 
• पूर्ण तरंग दिष्टकारी  के मामले में, वास्तविक आवृत्ति = 2 × मुख्य आवृत्ति। 

​

अर्ध तरंग दिष्टकृत

स्थिति 1: +ve अर्ध चक्र के दौरान

डायोड अग्र अभिनत है, इसलिए लघु-परिपथ किया गया है। 

V_o = V_s

स्थिति 2: -ve अर्ध चक्र के दौरान

डायोड पश्च अभिनत है, इसलिए खुला-परिपथ किया गया है।  

Vo = 0 

आउटपुट तरंगरूप नीचे दिखाया गया है:

अर्ध-दिष्टकृत ज्या तरंग का औसत मान निम्न है:

\(V_{o(avg)}={1\over 2\pi}\int_{0}^{\pi}V_m\space sin\omega t\space d\omega t\)

\(V_{o(avg)}={V_m\over 2\pi}(1-cos\pi)\)

\(V_{o(avg)}={V_m\over \pi}\)

इसलिए, सही उत्तर विकल्प 3 है।

Mistake Points पूर्ण तरंग दिष्टकृत

एक पूर्ण-दिष्टकृत ज्या तरंग का औसत मान निम्न है:

\(V_{o(avg)}={2V_m\over \pi}\)