MUHAMMAD IKHSAN DEPUTRA 232003: 2.6 Sinusoidal Inputs; Half-Wave Rectification

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

a.Prosedur

b.Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

c.Video Simulasi

6. Download File

1. Pendahuluan [kembali]

Penyearah setengah gelombang (half wave rectificier) adalah sistem penyearah yang menggunakan satu blok dioda tunggal untuk mengubah tegangan dengan arus bolak-balik (AC) menjadi tegangan dengan arus searah (DC). Prinsip kerja penyearah setengah gelombang memanfaatkan karakteristik dioda yang hanya bisa dilalui arus satu arah saja. Analisis dioda akan diperluas untuk mencakup fungsi-fungsi yang bervariasi terhadap waktu seperti bentuk gelombang sinusoidal dan gelombang persegi. Tidak diragukan lagi bahwa tingkat kesulitan akan meningkat, tetapi setelah beberapa manuver dipahami, analisisnya akan cukup langsung dan mengikuti rangkaian umum.

2. Tujuan [kembali]

- Dapat mengetahui pengertian rangkaian half wave rectification (penyearah setengah gelombang)

- Dapat mengetahui rumus yang digunakan dalam half wave rectification

- Dapat memperbaiki gelombang half wave rectification menjadi gelombang sinusoidal seperti semula

- Dapat menganalisa dan memahami dioda

- Dapat memahami rangkaian yang kita buat pada proteus

3. Alat dan Bahan [kembali]

ALAT

A. Osiloskop

Osiloskop dapat digunakan untuk mengukur frekuensi sinyal yang dapat berosilasi. Osilasi juga dapat mengukur tegangan listrik serta relasinya terhadap waktu. Membedakan arus AC dan juga arus DC dan sebuah komponen elektronika. Mengecek sinyal dalam sebuah rangkaian elektronik.

B. Voltmeter

Voltmeter merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada di suatu rangkaian listrik dalam besaran dan satuan tertentu. Batas ukur dalam voltmeter dinyatakan dalam milivolt (mV), voltmeter (V), mikrovolt, atau kilovolt (kV).

C. Transformator

Fungsi transformator adalah untuk menyalurkan energi listrik ke tegangan rendah maupun ke tegangan tinggi, penyaluran ini berlangsung dalam frekuensi yang sama.

BAHAN

A. Ground

Ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada konsleting.

B. Vsine

Vsine berfungsi sebagai sumber tegangan AC

C. Diode

Diode adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

D. Resistor

Resistor berfungsi sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian, menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika, danmenurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika.

4. Dasar Teori [kembali]

Analisis dioda akan diperluas untuk mencakup fungsi terikat waktu seperti bentuk gelombang sinusoidal dan gelombang persegi. Jaringan yang paling sederhana untuk diperiksa dengan sinyal yang bervariasi waktu muncul pada Gambar 2.44.

Gambar 2.44 Penyearah Setengah Gelombang

Satu gelombang penuh, didefinisikan oleh periode T dari Gambar 2.44, nilai rata-rata (jumlah aljabar dari area di atas dan di bawah sumbu) adalah nol. Rangkaian Gambar 2.44, yang disebut penyearah setengah gelombang, akan menghasilkan gelombang bentuk vo yang akan memiliki nilai rata-rata penggunaan tertentu dalam proses konversi ac ke dc. Ketika digunakan dalam proses perbaikan, dioda biasanya disebut sebagai penyearah. Kekuatan dan peringkat saat ini biasanya jauh lebih tinggi daripada dioda yang digunakan dalam aplikasi lain, seperti komputer dan sistem komunikasi.

Gambar 2.45 Daerah Konduksi (0 → T / 2)

Selama interval t = 0 → T / 2 pada Gambar 2.44 polaritas tegangan yang diterapkan vi adalah untuk membentuk “tekanan” ke arah yang ditunjukkan dan menghidupkan dioda dengan polaritas yang muncul di atas dioda. Mengganti ekivalensi hubung singkat untuk dioda ideal akan menghasilkan sirkuit ekivalen pada Gambar 2.45, di mana cukup jelas bahwa sinyal output adalah replika yang tepat dari sinyal yang diterapkan. Dua terminal yang mendefinisikan tegangan output dihubungkan langsung ke sinyal yang diberikan melalui ekivalensi hubung singkat dari dioda.

Gambar 2.46 Daerah Nonkonduksi (T / 2 → T)

Untuk periode T / 2 → T, polaritas input vi adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.46, dan polaritas yang dihasilkan melintasi dioda ideal menghasilkan keadaan "mati" dengan ekivalen rangkaian terbuka. Hasilnya adalah tidak adanya jalur agar muatan mengalir, dan vo = iR = (0) R = 0 V untuk periode T / 2 → T. Input vi dan output vo digambarkan bersama dalam Gambar 2.47 untuk tujuan perbandingan. Sinyal keluaran vo sekarang memiliki area positif bersih di atas sumbu selama periode penuh dan nilai rata-rata ditentukan oleh :

Persamaan 2.7

Gambar 2.47 Sinyal Penyearah Setengah Gelombang

Proses menghapus setengah sinyal input untuk menjadikannya dc disebut Penyearah Setengah Gelombang. Efek menggunakan dioda silikon dengan VK = 0,7 V ditunjukkan pada Gambar. 2.48 untuk daerah bias maju. Sinyal yang diterapkan sekarang harus setidaknya 0,7 V sebelum dioda dapat hidup. Untuk tingkat vi kurang dari 0,7 V, dioda masih dalam keadaan sirkuit terbuka dan vo = 0 V, seperti yang ditunjukkan pada gambar yang sama. Ketika mengkonduksi, perbedaan antara vo dan vi konstan sebesar VK = 0,7 V dan vo = vi - VK, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Efek bersih adalah pengurangan area di atas sumbu, yang mengurangi tingkat tegangan dc yang dihasilkan. Untuk situasi di mana Vm >> VK, persamaan berikut dapat diterapkan untuk menentukan nilai rata-rata dengan tingkat akurasi yang relatif tinggi.

Persamaan 2.8

Bahkan, jika Vm lebih besar dari VK, Persamaan (2.7) sering digunakan untuk mencari Vdc.

Gambar 2.48 Pengaruh VK terhadap Penyearah Setengah Gelombang

5. Percobaan [kembali]

a. Prosedur [kembali]

Mempersiapkan alat beserta bahan seperti yang telah tertera pada Sub Bab Alat dan Bahan di atas
Merangkai rangkaian seperti yang telah tertera pada Rangkaian Simulasi di bawah
Pada masing-masing Rangkaian disambungkan input tegangan AC agar dapat melihat bagaimana perbedaan respons gelombang input dan outputnya.
Amatilah nilai input dan output dengan menyesuaikannya dengan rumus yang ada, dan juga amatilah respon grafik sinyal input dan outputnya

b. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

Prinsip kerja penyearah setengah gelombang dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Tegangan input dengan arus bolak-balik melewati satu dioda penyearah kemudian pada outputnya tampak melewatkan "gunung" dari sinyal sinus dan menghambat fase lembahnya. Hal ini mengakibatkan keluaran dari penyearah setengah gelombang memiliki banyak riak (riple) dan membutuhkan kapasitor yang besar untuk menghaluskannya.

-Rangkaian 2.44