2.6 Sinusoidal Inputs; Half-Wave Rectification

[menuju akhir]

1. Tujuan [kembali]
  1. Untuk mengetahui apa itu Half-Wafe Rectification
  2. Untuk mengetahui semua perhitungan dalam Half-Wafe Rectification
  3. Untuk mengetahui rangkaian Half-Wafe Rectification
2. Alat dan Bahan [kembali]

        Alat
a. Osiloskop

    Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.
    Spesifikasi:

    Pinout:

    Keterangan:


        b. DC Voltmeter 

                DC Voltmeter  merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

        Bahan
    a. Dioda



Dioda memiliki fungsi sebagai penyearah arus listrik. Fungsi dioda atau diode adalah mampu mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus yang searah (DC). Dioda memiliki fungsi sebagai penyetabil tegangan. 

 

    b.Ground

Definisi grounding adalah sistem pentanahan yang berfungsi untuk meniadakan beda potensial sehingga jika ada kebocoran tegangan atau arus akan langsung dibuang ke bumi. 

Fungsi grounding :

Perlindungan dari tegangan tinggi

Grounding dalam sistem instalasi listrik berungsi untuk mengurangi atau menghindari bahaya yang disebabkan oleh tegangan tinggi.misalnya bahaya petir dengan tegangan tinggi

Penstabil tegangan

Grounding dapat berfungsi untuk menstabilkan tegangan pada banyak sumber tegangan. Jika tidak terdapat titik referensi umum untuk  semua sumber tegangan, akan terjadi kesulitan antar masing-masing hubungan

Mengatasi arus yang lebih

Grounding juga berfungs untuk mengatasi arus yang berlebih, karena sistem grounding ini menyediakan level keselamatan baik kerusakan peralatan atau manusia 

 


    c. Resistor
Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R). Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:
Tabel warna

Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Spesifikasi:

V             d. Vsine 
            Sebagai sumber Tegangan AC

    
                    


3. Dasar Teori [kembali]
       Analisis dioda pada saat ini, fungsinya didapati beragam perluasan terhadap waktu, misalnya gelombang sinusoidal dan gelombang persegi. Hal ini menyebabkan tingkat kesulitan yang akan meningkat, tetapi untuk saat ini di subbab half-wafe rectification, kita akan membahas tentang gelombang tegangan input yang berbentuk gelombang sinusoidal seperti pada FIG. 2.44 (tanpa dioda label Si, Ge, maupun GaAs)

       Pada gambar diatas, kita mendapati bahwasanya selama satu siklus penuh yang ditentukan oleh periode T, nilai rata ratanya sama dengan nol. Hal ini yang menyebabkan rangkaian tersebut disebut dengan penyearah setengah gelombang. Ketika rangkaian digunakan dalam proses penyearah, maka dioda yang menjadi penyearah.
       Ketika tegangan input bertegangan setengah gelombang ke arah sumbu positif (saat interval t=0→T/2), dioda akan aktif atau pada dioda terjadi short circuit apabila yang digunakan merupakan dioda ideal seperti pada FIG. 2.45
       Apabila saat tegangan input bertegangan setengah gelombang ke arah negatif (saat interval T/2→T), dioda akan mati atau pada dioda terjadi rangkaian terbuka seperti yang terlihat pada FIG. 2. 46

       Dengan bentuk gelombang seperti pada FIG.2. 47

 

       Maka, dalam satu periode penuh akan didapati nilai rata-rata atau tegangan DC (tegangan output) sebagai berikut

       Proses penghilangan setengah tegangan input untuk mendapatkan nilai tegangan DC inilah yang disebut dengan penyearah setengah gelombang atau half-wafe rectification
       Jika dengan dioda label Silikon yang mempunyai Vk = 0,7 V yang bisa dilihat pada FIG. 2. 48, maka nilai rata-rata atau tegangan Dc menjadi 

       PIV (PRV)atau disebut dengan tegangan balik puncak (PIV) dari dioda. Peringkat PIV yang diperlukan untuk penyearah setengah gelombang dapat diihat pada FIG. 2.52, yang menampilkan dioda bias balik. Pada FIG. 2.44 dengan tegangan maksimum yang diberikan, dapat Menerapkan hukum tegangan Kirchhoff, dan peringkat PIV dioda harus sama atau melebihi nilai puncak tegangan yang diberikan. Oleh karena itu

3a. Example [kembali]

SOLUSI

 A. Dalam situasi tersebut dioda akan melakukan bagian negatif dari input seperti pada Gambar. 2.50, dan Vo akan muncul seperti pada gambar yang sama. Untuk periode penuh, nilai dc adalah

     Vdc = -0,318Vm = -0,318(20 V) = 6,36 V  

    Tanda negatif menunjukkan bahwa polaritas luar berlawanan dengan polaritas yang ditentukan pada Gambar 2.49

B. Untuk dioda silikon, outputnya 

    Penurunan yang terjadi pada Vdc sebesar 0,22 V atau sekitar 3,5% 

C. Perbandingan solusi antara Eq 2.7 dengan 2.8 



3b. Problem [kembali]

1. Dengan mengasumsikan sebuah dioda ideal, buat sketsa Vi , Vd , dan Id untuk penyearah setengah gelombang dari FIG. 2.168 . Masukan berupa gelombang sinusoidal dengan frekuensi 60 Hz. Tentukan nilai keuntungan vi dari tingkat dc yang diberikan.

2. Ulangi Soal 1 dengan dioda silikon ( Vk=0,7 V).

3. Ulangi Soal 1 dengan beban 10k ohm diterapkan seperti yang ditunjukkan pada FIG. 2.169. Sketsa vL dan iL

A. Buat sketsa output Vo dan tentukan level dc output untuk jaringan pada FIG 2.49 

B. Ulangi bagian (A) jika dioda ideal diganti dengan dioda silikon.

C. Ulangi bagian (A) dan (B) jika V m dinaikkan menjadi 200 V, dan bandingkan solusi menggunakan Persamaan. (2.7) dan (2.8).


1. Sebuah dioda digunakan sebagai.....  
(a) Penguat
(b) Penyearah 
(c) Osilator 
(d) Pengatur tegangan
   Jawab: (b) Penyearah 

2. Jika panah simbol dioda kristal adalah positif, maka dioda diberi bias

a) Maju  b) Mundur c) Maju atau Mundur d) Tidak satupun di atas 

   Jawaban : (a)

3. Penurunan tegangan maju pada dioda silikon adalah sekitar

a) 2.5 V    b) 3 V    c) 10 V    d) 0.7 V 

   Jawaban ; (d)



    a. Langkah Langkah Percobaan

  • Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan di library proteus
  • Susunlah alat dan bahan tersebut seperti pada rangkaian
  • Resistor  yang digunakan ada diberi hambatan 10k
  • Vsine yang digunakan diberi amplitudo 12V dan frekuensi 1kHz

    b. Prinsip Kerja

1. Rangkaian pada FIG. 2.44 


Tegangan setengah gelombang positif terbentuk di tahanan R. Dan sebaliknya, pada saat tegangan input Vi bertegangan setengah gelombang negatif maka dioda tidak aktif (seperti rangkaian terbuka) sehingga tidak ada arus yang mengalir di tahanan R atau VO =VR = 0 Volt.

 

2. Rangkaian pada FIG. 2.45 
gambar ini merupakan bentuk pengaplikasian dari grafik gelombang ketika setengah gelombang positif

3. Rangkaian pada FIG. 2.46

        pada saat tegangan input Vi bertegangan setengah gelombang negatif maka dioda tidak aktif (seperti rangkaian terbuka) sehingga tidak ada arus yang mengalir di tahanan R atau VO =VR = 0 Volt.

4. Rangkaian pada FIG. 2.48

    Tegangan setengah gelombang positif terbentuk di tahanan R. Dan sebaliknya, pada saat tegangan input Vi bertegangan setengah gelombang negatif maka dioda tidak aktif (seperti rangkaian terbuka) sehingga tidak ada arus yang mengalir di tahanan R atau VO =VR = 0 Volt.

5. Rangkaian pada FIG. 2.49 

Jika dioda terbalik, maka Tegangan setengah gelombang negatif terbentuk di tahanan R. Dan sebaliknya, pada saat tegangan input Vi bertegangan setengah gelombang positif maka dioda tidak aktif (seperti rangkaian terbuka) sehingga tidak ada arus yang mengalir di tahanan R atau VO =VR = 0 Volt.

6. Rangkaian pada FIG. 2.50


Jika dioda terbalik, maka Tegangan setengah gelombang negatif terbentuk di tahanan R. Dan sebaliknya, pada saat tegangan input Vi bertegangan setengah gelombang positif maka dioda tidak aktif (seperti rangkaian terbuka) sehingga tidak ada arus yang mengalir di tahanan R atau VO =VR = 0 Volt.

    c. Video 



 

1. Download Rangkaian

Rangkaian FIG. 2.44: klik disini

Rangkaian FIG. 2.45: klik disini

Rangkaian FIG. 2.46: klik disini

Rangkaian FIG. 2.48: klik disini

Rangkaian FIG. 2.49: klik disini

Rangkaian FIG. 2.50: klik disini 

          2. Download Video klik disini 

3. Download data sheet 

                    Dioda [ Klik Disini ] 

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

     BAHAN PRESENTASI     MATA KULIAH SISTEM DIGITAL 2024 Oleh Rifqa Sakhia 2210951018 DOSEN PENGAMPU DR. DARWISON, M.T. Referensi  a.Anil K...