Tugas Elkaayu Kurniawati (l0f009040)

8/18/2019 Tugas Elkaayu Kurniawati (l0f009040)

1/35

PENYEARAH SETENGAH

GELOMBAG DAN GELOMBANGPENUH


2/35

5.1 PENYEARAH SETENGAH

GELOMBANG

Penyearah Setengah Gelombang

suatu rangkaian yang mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC berdenyut. Pada setengah siklus positif tegangan jala-jala, dioda dibiasforward. Pada setengah siklus negatif, dibias reerse.


3/35

GAMBAR 5.1.A

Gambar !.".a menghubungkan #asis ke tanah $garpu tengah% dan menyampaikan tegangan"&'( efektif pada rangkaian $dua garpu sebelah luar%


4/35

GAMBAR 5.1.B

Gambar !.".b menunjukkan bagaimana bentuk gelombang tegangan jala-jala.


5/35

GAMBAR 5.1.C

Gambar !.".#, perioda dari sinyal output adalah sama dengan perioda sinyal input. Setiap siklus input menghasilkan satu siklus

output. )nilah sebabnya mengapa frekuensi output dari penyearahsetengah gelombana sama dengan frekuensi input


6/35

TRANSFORMATOR DAN

TEGANGAN INVERSE PUNCAK

Gambar !.&.a. *ransformator memungkinkan kita untukmenaikkan atau menurunkan tegangan. +euntungan lain daritransformator yaitu terisolasi dari jala-jala listrik, hal inimengurangi adanya resiko kejutan listrik.


7/35

Gambar !.&.b menunjukkan penyearah setengah gelombang pada pun#aksetengah siklus negatif tegangan sekunder. Dioda yang diarsir atau

digelapkan untuk menunjukkan bahwa is off. +arena di sana tidak ada arusmengalir melalui dioda, tegangan maksimum sekunder mun#ul pada dioda.*egangan maksimum ini dikenal sebagai tegangan inverse puncak $peakinerse oltage Ply%. )ni mewakili tegangan maksimum yang harusditahan dioda selama bagian reerse dari siklus.


8/35

CONTOH 5.1PERBANDINGAN LILITAN PADA GAMBAR 5.2.A ADALAH N1 : N2 = 4

: 1. BERAPAKAH TEGANGAN DC PADA BEBAN? BERAPAKAH PIV?

Penyelesaian

(P & (/0S & 1 "&' ( "2' (

)nilah tegangan maksimum primer. *egangan maksimum sekunder adalah

Abaikan tegangan jatuh pada dioda yang ke#il, maka tegangan d# pada

beban

Dan

P)( (0 3&, ! (


9/35

5.2 PENYEARAH GELOMBANG

PENUH DENGAN TAP-TENGAH

Selama setengah siklus positif tegangan sekunder, dioda sebelah alas dibiasforward dan dioda sebelah bawah dibias reerse4 oleh sebab itu, anus melaluidioda sebelah atas, resistor beban, setengah lilitan atas $Gambar !-5#%.Selma s siklus atif, anus melalui dioda bawah, resistor beban, dan setengahlilitan bawah $Gambar !-5d%. Dalam $Gambar !-5#% dan d, arus beban adalahdalam arah yang sama., )nilah sebabnya mengapa tegangan bebanmerupakan sinyal gelornbang-penuh seperti ditunjukkan pada Gambar !-5b.


10/35

HARGA RATA-RATA DAN

FREKUENSI OUTPUT6arga rata-rata atau d# sinyal gelombang penuh adalah

0isalnya, jika harga pun#ak sinyal gelombang penuh "2'(, harga rata-ratanya


11/35

GA07A/ !.5. P89:8A/A6 *AP-*89GA6


12/35

Dalam gambar !.5.b, periode sinyal output adalah setengah perioda sinyalinput. Dengan perkataan lain, tiap siklus input menghasilkan dua siklus

output. )milah sebabnya mengapa frekuensi output penyearah tap-tengahadalah dua kali frekuensi input.

;out &;in

*egangan )nerse Pun#ak Gambar !.5.e menunjukan rangkaian pada saat tegangan sekundermen#apai harga maksimumnya. (0 adalah tegangan pada setengah lilitansekunder, oleh sebab itu tegangan reerse pada dioda yang tidak konduksiadalah & (0 . Dengan perkataan lain,

P)( & (0


13/35

CONTOH 5.2

PADA GAMBAR 5.4 TEGANGAN MAKSIMUM PADA SETENGAH LILITAN

SEKUNDER ADALAH 2! " V. ABAIKAN TEGANGAN KATUH PADA DIODA

DAN HITUNGLAH TEGANGAN BEBAN RATA-RATA. #UGA BERAPAKAH

FREKUENSI OUTPUT DAN PIV?

Penyelesaian

*egangan beban rata-rata

*egangan inerse pun#ak

P)( & (0 & 1 &?, 5 ( !=, = (


14/35

5." PENYEARAH GELOMBANG PENUH

DENGAN #EMBATAN

Gambar !-!a menunjukkan penyearah jembatan yang paling banyakdigunakan. Selama setengah siklus positif tegangan sekunder, dioda D& danD5 dibias forward, oleh sebab itu, arus beban ke arah kiri $lihat Gambar !-!#%. Selama setengah siklus negatif, dioda D1 dan D3 dibias forward, dan arus beban ke arah kiri $Gambar !-!d%. Pada Gambar !-!# dan d, arus bebanmempunyai arah yang sama. )nilah sebabnya mengapa tegangan bebanadalah sinyal gelombang penuh seperti ditunjukkan pada Gambar !-!b.

*egangan beban rata-ratanya


15/35

G$%&$' P()*($'$+ #(%&$,$)


16/35

CONTOH 5."DALAM GAMBAR 5. TEGANGAN SEKUNDER MAKSIMUM ! V.BERAPAKAH TEGANGAN BEBAN DC FREKUENSI OUTPUT DAN

TEGANGAN INVERSE PUNCAK ?

Penyelesaian

*egangan beban rata-rata adalah

Dan tegangan inerse pun#ak pada setiap dioda adalah

P)( (0 =? (


17/35

0DA@&'-5 pada Gambar !-= adalah penyearah jembatan komersial yangtersedia. )a terdiri dari dioda-dioda yang dirangkaikan dalam kapsul plastikkedap udara agar di, peroleh satu paket yang kuat.

*erakhir, barier atau potensial offset suatu dioda diberi tanda Bika perlu, anda,dapat memperbaiki ketelitian jawaban anda dengan mengurangkan tegangan jatuh dioda sebagai berikut

(P (0 $setengah gelombang atau tap-tengah%

(P (0 & $jembatan%

Dimana ', 5 ( untuk dioda germanium dan ', 2 untuk dioda silikon. Dalam#ontoh kita, ini berarti

(P (0 & =? ", 3 ==, = (

Dan,


18/35

5.4 FILTER INPUT CHOKE

Penggunaan tegangan searah berpulsa terbatas untuk pengisian baterei,menjalankan motor d# dan beberapa pemakaian )ainnya. Apa yangsesungguhnya kita perlukan adalah tegangan d# yang nilainya konstan, samaseperti tegangan dari baterei. Entuk mengubah sinyal setengah gelombang dangelombang penuh menjadi tegangan d# yang konstan, kita harus memfilter ataumeratakan perubahan a#. 7ab ini membahas tentang filter input-choke.

Ide Dasar

Gambar !-2a menunjukkan penyearah gelombang penuh menggerakkan#hoke $induktor berinti besi%, kapasitor dan resistor beban. Sinyal gelombang penuh

yang ke luar dari penyearah mempunyai komponen d# $ini yang kita inginkan%dan komponen a# $yang tidak kita inginkan%. Choke mengi>inkan komponen d#melaluinya dengan mudah


19/35

G$%&$' 5. F/0,(' I), C+3(. $6 R$)7$/$) &6 O,, 86 R$)7$/$) E/9$0() DC 6

R$)7$/$) E/9$0() AC


20/35

karena F, adalah nol untuk d# atau arus konstan. +arena kapasitor terbuka pada frekuensi nol, semua arus d# yang keluar dari #hoke mengalir melaluiresistansi beban / .

komponen a# yang ke luar dari penyearah mempunyai frekuensi "&' 6>.Choke menghalangi komponen a# ini karena X L, pada frekuensi ini tinggi.selanjutnya, setiap arus ac yang sanggup melalui #hoke, lebih sukamelewati kapasitor $FC sangat rendah% daripada melalui L. Dengan

perkataan lain, #hoke dan kapasitor berlaku sebagai pembagi tegangan a#yang melemahkan $mengurangi% komponen a#.


21/35

OUTPUT DC

Gambar !.".b menunjukkan output yang difilter dengan komponen d# yang besar dan sedikit komponen ac. +omponen d# diberikan oleh

di mana

(DC tegangan d# pada resistansi beban # resistansi d# dari #hoke.

/ resistansi beban.

("DC tegangan d# dari penyearah gelombang penuh.

Dengan perkataan lain, pada frekuensi nol, resistansi #hoke yang seridengan resistansi beban membentuk pembagi tegangan seperti ditunjukkan pada Gambar !.".e. 7iasanya jauh lebih ke#il daripada L , oleh sebab ituhampir semua tegangan d# men#apai beban.


22/35

RIPPLE OUTPUT

Sinyal gelombang penuh mempunyai frekuensi "&' 6>. Setelah difilter,sinyal "&' 6> nampak sangat di lemahkan seperti ditunjukkan padaGambar !.".b. +omponen a# yang tidak diinginkan ini disebut ripple$riak%4 yaitu fluktuasi yang ditambahkan pada komponen d#. /ipplenyake#il karena F jauh lebih besar dari F#, dan Xc jauh lebih ke#il daripada

L. Entuk keadaan ini, rangkaian berlaku seperti pembagi tegangan a# pada Gambar !.2.d dan ripple output diberikan oleh

Dimana (r ripple output efektif ("r ripple input efektif


23/35

FAKTOR RIPPLE

$aktor ripple adalah figure of merit $bilangan yang digunakan untuk

perbandingan% untuk pen#atu daya. Dalam persen didefinisikan sebagai

Sebagai #ontoh, jika pen#atu daya memberikan tegangan DC "' ( dengan

ripple ', ! ( efektif, faktor ripplenya

Bika pen#atu daya lain memberikan tegangan d# &! ( dengan ripple " m(,faktor ripplenya

Se#ara umum, makin rendah r semakin baik.


24/35

.PADA GAMBAR 5-! SINYAL GELOMBANG PENUH PADA

INPUT CHOKE MEMPUNYAI PUNCAK 25 V DAN HARGA

RATA-RATA 14 V. #IKA CHOKE MEMPUNYAI RESISTANSI 252 BERAPAKAH TEGANGAN OUTPUT DC? RIPPLE OUTPUT?

FAKTOR RIPPLE ?

Penyelesaian

*egangan output d#

/ipple output


25/35

5.5 FILTER INPUT-KAPASITOR


26/35


27/35

CONTOH 5.5

DALAM GAMBAR 5.1; DIKETAHUI PUNCAK

TEGANGAN SEKUNDER "; V. BERAPAKAH TEGANGAN

OUTPUT DC DAN RIPPLE? ABAIKAN TEGANGAN

#ATUH PADA DIODA6.

Penyelesaian

0ula-mula periksa konstanta waktunya sebagai berikut / GC &&' 1 32' $"'-=% "'5 ms


28/35

5. PENYEARAH PUNCAK TAKIDEAL

Gambar !."" Penyearah Pun#ak *ak )deal $a% /ipple besar $b% /angkaian $#% men#akup semua pengaruh tak ideal $d% rangkaian ekialen *heenin


29/35

GRAFIK OUTPUT

Dengan kalkulus, kita dapat menganalisa Gambar !."".d. Gambar !."&menyimpulkan hasilnya. +ura paling atas adalah untuk resistansi*heenin nol4 ini digunakan jika resistansi lilitan primer dan sekunderdiabaikan dan jika resistansi bulk dioda #ukup ke#il untuk dapatdiabaikan. Seperti anda lihat, konstanta waktu yang panjangmenghasilkan (DCI(*6 mendekati satu. *etapi jika konstanta waktunya

pendek, tegangan d#nya berkurang.


30/35

+E/(A +8DEA ADAA6 E9*E+ / *6 I / # ','". )9) 78/A/*) / *6

ADAA6 "J DA/) / . D89GA9 +K9S*A9*A LA+*E :A9GPA9BA9G, (DCI(*6 *)DA+ 87)6 DA/) ',@!. +E/(A-+E/(A:A9G A)9 ADAA6 E9*E+ /8S)S*A9S) *68(89)9 9G 87)678SA/.

Gambar !."& Kutput d# penyearah gelombang penuh yang dinormalisasikan untuk frekuensi jala-jala =' 6>


31/35

GA07A/ !."5 089E9BE++A9 G/A


32/35

Gambar !."3 Arus Serentak

CONTOH 5


33/35

CONTOH 5.

DALAM GAMBAR 5.14.A R TH = 4


34/35

CONTOH 5.!

GUNAKAN DATA PADA CONTOH 5. TETAPI SEKARANG PERHITUNGKANPENGARUH TEGANGAN OFFSET DIODA SILIKON

Penyelesaian

*egangan *heenin

(*6 (0 &N &! ", 3 &5, = (

Dan

(DC ', ?= (*6 ', ?= 1 &5, = &', 5 (


35/35

CONTOH 5.DALAM GAMBAR 5.14.B R TH TERMASUK R SENTAK 6 SAMA DENGAN

2

Documents

Tugas Elkaayu Kurniawati (l0f009040)