الفرق بين المعدل نصف الموجي والمعدل للموجة الكاملة Difference Between Half Wave and Full Wave Rectifier

تُعد نصف الموجة و الكامل موجة المعدلات هي فئتين من الدوائر المعدل، حيث يتمثل الاختلاف الجوهري بين مقوم نصف الموجة ومعدل الموجة الكاملة في أنّ المعدل نصف الموجي يحول نصف دورة فقط من إدخال التيار المتردد الموفر إلى إشارة تيار مستمر نابضة، ومقابل الموجة الكاملة يحول المعدل كلا نصفي إشارة الإدخال المطبقة إلى تيار مستمر نابض.

ما هو الفرق بين المعدل نصف الموجي والمعدل الكامل الموجة؟

الفرق الرئيسي الآخر بين الاثنين هو أنّ كفاءة التصحيح لمعدل نصف الموجة أقل إلى حد ما بالمقارنة مع مقوم الموجة الكاملة.

ملاحظة:“DC” هي اختصار لـ “direct current” و”PIV” هي اختصار لـ “Peak Inverse Voltage”.

ما هو المعدل نصف الموجي Half Wave Rectifier؟

المعدل نصف الموجي “Half Wave Rectifier”: هو عبارة عن دائرة تمر فقط نصف إشارة الإدخال المطبقة وتحجب الآخر، حيث أنّه عندما يتم تمرير النصف الموجب من المدخلات، فإنّ سالب النصف يتم حظره والعكس صحيح.

كما يتم استخدام صمام ثنائي واحد فقط في بناء مقوم نصف الموجة، ويوضح الشكل التالي دائرة المعدل نصف الموجي:

كما أنّه يتكون من مصدر تيار متردد وديود “Diode” ومحول تنحي ومقاوم يعمل كحمل، وعندما يتم تطبيق نصف موجب من إشارة الدخل المتردد على الدائرة  فإنّ الصمام الثنائي يصبح متحيزاً للأمام، ونظراً لأنّه على معرفة بالفعل بتشغيل الصمام الثنائي، فإنّه في الحالة المنحازة للأمام يبدأ في التصرف كمفتاح مغلق، ونتيجةً لذلك يمر التيار أو أنّه يجري.

كما أنّ المقاوم أو الحمل في سلسلة مع جهد الدخل المطبق، وبالتالي سيظهر التيار الذي يتدفق عبر الصمام الثنائي عبر الحمل، ومن ثم نحقق نصف إيجابي لإشارة الإدخال المطبقة عند النواتج، أمّا عندما يتم تطبيق النصف السالب من إشارة دخل التيار المتردد، فإنّه يجعل الصمام الثنائي متحيزاً عكسياً، ونظراً لأنّه يعمل كمفتاح مفتوح وبالتالي لا يتدفق التيار خلاله، ونتيجةً لذلك لا يظهر أي ناتج عند التحميل.

لذلك، عند ناتج مقوم نصف الموجة يتم تحقيق مجموعة من نصف الدورات الموجبة التي يظهر بينها أيضاً بعض الجهد السالب الثابت، ويسمح الصمام الثنائي المفرد في مقوم نصف الموجة فقط إمّا بدورة نصف موجبة أو نصف دورة سلبية لإشارة إدخال التيار المتردد، ويتم حظر نصف الدورة المتبقية لإشارة الإدخال “AC”، ونتيجةً لذلك يتم إهدار كمية كبيرة من الطاقة، كما إنّ مقومات نصف الموجة ليست مناسبة في التطبيقات التي تتطلب جهد تيار مستمر ثابت وسلس، لذلك فإنّ مقومات نصف الموجة ليست فعالة من التيار المتردد إلى محولات التيار المستمر.

كما يمثل الشكل التالي الناتج الذي تم تحقيقه في حالة مقوم نصف الموجة:

ملاحظة:“AC” هي اختصار لـ “Alternating Current”.

ما هو المعدل الكامل للموجة Full Wave Rectifier؟

المعدل الكامل الموجة “Full Wave Rectifier”: هو عبارة عن دائرة لديها القدرة على تمرير نصفي إشارة الإدخال المطبقة، وبمعنى آخر يتم تحويل إشارة دخل التيار المتردد المطبقة الإجمالية إلى تيار مستمر نابض بواسطة مقوم الموجة الكاملة، كما يمكن أن تكون دائرة مقوم الموجة الكاملة إمّا مقوم موجة كاملة مركز الصنبور أو دائرة مقوم للجسر، حيث كلاهما يعمل بطريقة مختلفة قليلاً، كما تحتاج دائرة مقوم الموجة الكاملة المركزية إلى “2 صمامات”، بينما تتكون دائرة مقوم الجسر من “4 صمامات ثنائية”.

كما يمثل الشكل التالي الموضح أدناه دائرة مقوم الموجة الكاملة ذو الصنبور المركزي:

يتكون من محول تنحى مع “2 صمامات ثنائية” متصلة بالمقاوم أي الحمل، حيث عندما يتم تطبيق نصف الإدخال الموجب على الدائرة، فإنّه يتسبب في حصول الصمام الثنائي “D 1” على تحيز للأمام، ممّا يسمح بتدفق التيار خلاله، ومن هنا تظهر الإشارة عند التحميل، ومع ذلك في نفس الوقت، فإنّ هذا النصف الإيجابي العكسي يؤدي إلى تحيز الصمام الثنائي “D 2″، وبالتالي لا يحدث التوصيل من خلاله ومن ثم لا يتم تحقيق أي مخرجات، ولكن بسبب توصيل “D1″، يظهر النصف الموجب عند حمل الدائرة.

أمّا عندما يتم تطبيق النصف السلبي من المدخلات، وبعد ذلك يأتي الصمام الثنائي “D 1” في حالة منحازة عكسية ولن يتم التوصيل من خلاله، ونتيجةً لذلك لا يتم تحقيق أي ناتج عند التحميل، ولكن بسبب هذه الدورة النصفية السلبية، سيكون الصمام الثنائي “D 2” الآن متحيزاً للأمام ويبدأ الآن التوصيل وبسبب التي يتدفق التيار خلالها ومن ثم يظهر عند الحملن، كما أنّ اتجاه التيار الذي يتدفق عبر الحمل هو نفسه في حالة كلا النصفين المطبقين لإشارة الإدخال، ومن ثم فإنّه يتم تحقيق دورة نصف موجبة مستمرة عند ناتج مقوم الموجة الكاملة.

كما يمثل الشكل التالي الناتج الذي تم تحقيقه في حالة مقوم الموجة الكاملة:

ملاحظة:“D” هي اختصار لـ “DIODE”.

ما هي الاختلافات الرئيسية بين المعدل نصف الموجي والمعدل الكامل الموجة؟

• العامل الذي يولد فرقاً رئيسياً بين مقوم نصف الموجة ومقوم الموجة الكاملة هو أنّ المعدل نصف الموجي يظهر طبيعة أحادية الاتجاه، وبالتالي يستخدم نصف دورة واحدة فقط من المدخلات المطبقة، بينما يُظهر مقوم الموجة الكاملة طبيعة ثنائية الاتجاه، حيث يتم استخدام نصفي إشارة الإدخال في وقت التشغيل.

• تتطلب دارة المعدل نصف الموجي صمام ثنائي واحد فقط. بينما يتم استخدام 2 أو حتى 4 ثنائيات في دائرة مقوم الموجة الكاملة.

• تردد التموج الأساسي في حالة المعدل نصف الموجي هو “f” أي تردد الإدخال المزود “50 هرتز، بينما هو ضعف التردد المزود أي “2f” حوالي “100 هرتز” في حالة مقومات الموجة الكاملة.

• المعدل نصف الموجي لديه تنظيم جيد للجهد، ومع ذلك توفر مقومات الموجة الكاملة تنظيماً أفضل للجهد مقارنة بمعدلات نصف الموجة.

• عامل التموج في حالة المعدل نصف الموجي هو أكثر بالمقارنة مع المعدل الكامل الموجة وبالنسبة لمعدل نصف الموجة يكون حوالي “1.21”، ولكن بالنسبة لمعدل الموجة الكاملة فهو “0.482”.

• الجهد العكسي للذروة في حالة المعدل نصف الموجي يعادل القيمة القصوى لجهد الدخل المطبق، بينما الجهد العكسي الذروة لمقوم الموجة الكاملة هو ضعف القيمة القصوى لجهد الدخل المطبق.

أنّ كل من مقومات نصف الموجة والموجة الكاملة تستخدم لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر نابض أمّا الاختلاف فقط هو استخدام إشارة الإدخال المطبقة، ومع ذلك يظهر ناتج التيار المستمر النابض أنّ بعض تموجات التيار المتردد موجودة فيه أيضاً، لذلك يجب أن تكون صغيرة قدر الإمكان، ولكن تموجات التيار المتردد في حالة المعدل نصف الموجي أكثر إلى حد ما مقارنة بمقوم الموجة الكاملة.