A full wave rectifier circuit with diodes ($D_1$) and ($D_2$) is shown in the figure. If input supply voltage $V_{in} = 220\sin(100\pi t)$ volt, then at $t = 15$ msec

Question
A full wave rectifier circuit with diodes ($D_1$) and ($D_2$) is shown in the figure. If input supply voltage $V_{in} = 220\sin(100\pi t)$ volt, then at $t = 15$ msec

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Question & Answer (English)

A full wave rectifier circuit with diodes ($D_1$) and ($D_2$) is shown in the figure. If input supply voltage $V_{in} = 220\sin(100\pi t)$ volt, then at $t = 15$ msec

  1. $D_1$ is forward biased, $D_2$ is reverse biased
  2. $D_1$ is reverse biased, $D_2$ is forward biased. — Correct Answer
  3. $D_1$ and $D_2$ both are forward biased
  4. $D_1$ and $D_2$ both are reverse biased
Explanation:
Root Concept / Basics: Center-Tapped Full-Wave Rectifier. The diodes are biased oppositely during any given half-cycle of the AC input. If the voltage equation yields a positive value, the upper terminal (D1) is positive and forward biased. If it yields a negative value, the upper terminal is negative (D1 is reverse biased), making the lower terminal positive relative to the center tap (D2 is forward biased).

Correct Answer: $D_1$ is reverse biased, $D_2$ is forward biased.

Step I: Use the given input voltage equation: $V_{in} = 220\sin(100\pi t)$.
Step II: Substitute $t = 15~msec = 15 \times 10^{-3}~s$ into the phase term.
Step III: Phase angle $\theta = 100\pi \times 15 \times 10^{-3} = 1.5\pi = \frac{3\pi}{2}$ radians ($270^{\circ}$).
Step IV: Evaluate the sine function: $\sin(\frac{3\pi}{2}) = -1$.
Step V: The voltage $V_{in}$ is negative at this instant. This corresponds to the negative half-cycle of the AC input.
Step VI: During the negative half-cycle, the top end of the secondary coil is at a negative potential relative to the center tap, so diode $D_1$ is reverse biased. The bottom end is at a positive potential relative to the center tap, so diode $D_2$ is forward biased.

प्रश्न एवं उत्तर (हिंदी)

डायोड ($D_1$) और ($D_2$) के साथ एक पूर्ण तरंग दिष्टकारी (full wave rectifier) परिपथ चित्र में दिखाया गया है। यदि इनपुट आपूर्ति वोल्टेज $V_{in} = 220\sin(100\pi t)$ वोल्ट है, तो $t = 15$ msec पर

  1. $D_1$ अग्र अभिनत (forward biased) है, $D_2$ पश्च अभिनत (reverse biased) है
  2. $D_1$ पश्च अभिनत है, $D_2$ अग्र अभिनत है। — सही उत्तर
  3. $D_1$ और $D_2$ दोनों अग्र अभिनत हैं
  4. $D_1$ और $D_2$ दोनों पश्च अभिनत हैं
स्पष्टीकरण:
मूल अवधारणा (Root Concept): सेंटर-टैप्ड पूर्ण तरंग दिष्टकारी (Center-Tapped Full-Wave Rectifier)। AC इनपुट के किसी भी आधे-चक्र (half-cycle) के दौरान डायोड विपरीत रूप से अभिनत (biased) होते हैं। यदि वोल्टेज समीकरण धनात्मक मान देता है, तो ऊपरी टर्मिनल (D1) धनात्मक और अग्र अभिनत (forward biased) होता है। यदि यह ऋणात्मक मान देता है, तो ऊपरी टर्मिनल ऋणात्मक होता है (D1 पश्च अभिनत है), जिससे निचला टर्मिनल सेंटर टैप के सापेक्ष धनात्मक हो जाता है (D2 अग्र अभिनत है)।

सही उत्तर: $D_1$ पश्च अभिनत है, $D_2$ अग्र अभिनत है।

Step I: दिए गए इनपुट वोल्टेज समीकरण का उपयोग करें: $V_{in} = 220\sin(100\pi t)$।
Step II: चरण पद (phase term) में $t = 15~msec = 15 \times 10^{-3}~s$ प्रतिस्थापित करें।
Step III: कला कोण (Phase angle) $\theta = 100\pi \times 15 \times 10^{-3} = 1.5\pi = \frac{3\pi}{2}$ रेडियन ($270^{\circ}$) है।
Step IV: साइन फ़ंक्शन का मूल्यांकन करें: $\sin(\frac{3\pi}{2}) = -1$।
Step V: इस क्षण वोल्टेज $V_{in}$ ऋणात्मक है। यह AC इनपुट के ऋणात्मक अर्ध-चक्र (negative half-cycle) से मेल खाता है।
Step VI: ऋणात्मक अर्ध-चक्र के दौरान, द्वितीयक कुंडल का ऊपरी सिरा सेंटर टैप के सापेक्ष ऋणात्मक विभव (potential) पर होता है, इसलिए डायोड $D_1$ पश्च अभिनत (reverse biased) होता है। निचला सिरा सेंटर टैप के सापेक्ष धनात्मक विभव पर होता है, इसलिए डायोड $D_2$ अग्र अभिनत (forward biased) होता है।

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