Materi sub chapter 2.8
REKTIFIKASI GELOMBANG PENUH
1.Tujuan[kembali]
- Mengetahui prinsip kerja reaktifikasi gelombang penuh
- Mensimulasikan rangkaian percobaan reaktifikasi gelombang penuh
2.Alat dan Bahan[kembali]
A. Alat
1. Oscilloscope
2. Transformator
Transformator atau trafo adalah alat yang memindahkan tenaga listrik antar dua rangkaian listrik atau lebih melalui induksi elektromagnetik.
B. Bahan
1. Resistor
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir.
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.
2. Dioda
Dioda adalah komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah (kondisi panjar maju) dan menghambat arus dari arah sebaliknya (kondisi panjar mundur).
A.Jaringan Jembatan
Tingkat dc yang diperoleh dari masukan sinusoidal dapat ditingkatkan 100% menggunakan proses yang disebut perbaikan gelombang penuh. Jaringan yang paling dikenal untuk menjalankan fungsi seperti itu muncul pada Gambar 2.52 dengan empat dioda pada jembatan konfigurasi. Selama periode t = 0 sampai T / 2 polaritas input seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.53. Hasilnya polaritas dioda ideal juga ditunjukkan pada Gambar 2.53 untuk mengungkapkan D2 dan D3 sedang berjalan sementara D1 dan D4 berada dalam kondisi "mati". Hasil akhirnya adalah konfigurasi pada Gambar 2.54, dengan arus dan polaritas yang ditunjukkan R. Karena dioda ideal, tegangan beban adalah vo = vi, seperti yang ditunjukkan pada gambar yang sama.
Gambar 2.52 Gelombang penuh penyearah jembatan
Gambar 2.53 Jaringan Gambar 2.52 untuk periode 0 → T / 2 dari tegangan input vi
Gambar 2.54 Jalur konduksi untuk wilayah positif vi
Untuk daerah negatif dari masukan, dioda konduksi adalah D1 dan D4, menghasilkan konfigurasi pada Gambar 2.55. Hasil yang penting adalah bahwa polaritas melintasi resistor beban R sama seperti pada Gambar 2.53, membentuk denyut positif kedua, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.55. Selama satu siklus penuh tegangan input dan output akan muncul seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.56.
Gambar 2.56 Masukan dan keluaran bentuk gelombang untuk penyearah gelombang penuh
Karena area di atas sumbu untuk satu siklus penuh sekarang dua kali lipat dari yang diperoleh untuk sistem setengah gelombang, level dc juga menjadi dua kali lipat
Jika silikon daripada dioda ideal digunakan seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.57, penerapan hukum tegangan Kirchhoff di sekitar jalur konduksi akan menghasilkan
Nilai puncak dari tegangan keluaran vo adalah
Untuk situasi dimana Vm ≫ 2VT dapat diterapkan untuk nilai rata-rata dengan tingkat akurasi yang relatif tinggi.
Gambar 2.57 Menentukan Vo maks untuk dioda silikon di konfigurasi jembatan
Kemudian, jika Vm cukup lebih besar dari 2VT, lalu persamaan Vdc full-wave sering diterapkan sebagai perkiraan pertama untuk Vdc.
PIV
PIV yang diperlukan dari setiap dioda (ideal) dapat ditentukan dari Gambar 2.58 yang diperoleh di puncak wilayah positif dari sinyal input. Untuk loop yang ditunjukkan, tegangan maksimum melintasi R adalah Vm dan peringkat PIV ditentukan oleh
Gambar 2.58 Menentukan PIV yang diperlukan untuk konfigurasi jembatan
B. Transformator Sadap Tengah
Penyearah gelombang penuh populer kedua muncul pada Gambar 2.59 dengan hanya dua dioda tetapi membutuhkan transformator CT (center-tapped) untuk menetapkan sinyal input di masing-masing
bagian sekunder transformator. Selama porsi positif vi diterapkan ke primer transformator, jaringan
akan muncul seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.60. D1 mengasumsikan ekivalen hubungan singkat dan D2 ekivalen rangkaian terbuka, seperti yang ditentukan oleh tegangan sekunder dan arah arus yang dihasilkan. Tegangan keluaran seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.60.
Gambar 2.59 Sadap tengah D 2 penyearah gelombang penuh transformator
Gambar 2.60 Kondisi jaringan untuk wilayah positif vi
Selama bagian negatif dari input, jaringan muncul seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.61, membalikkan peran dioda tetapi mempertahankan polaritas yang sama untuk tegangan melintasi resistor beban R. Efek bersihnya adalah keluaran yang sama seperti yang terlihat pada Gambar 2.56 dengan level dc yang sama.
Gambar 2.61 Kondisi jaringan untuk wilayah negatif vi
PIV
Jaringan pada Gambar 2.62 akan membantu kita menentukan PIV bersih untuk setiap dioda untuk penyearah gelombang penuh ini. Memasukkan tegangan maksimum untuk tegangan sekunder dan
Vm seperti yang ditetapkan oleh loop yang berdampingan akan menghasilkan
Gambar 2.62 Menentukan tingkat PIV untuk dioda CT penyearah gelombang penuh transformator
Example
1.Tentukan bentuk gelombang keluaran untuk jaringan dari Gambar 2.63 dan hitung tingkat keluaran dc dan PIV yang diperlukan dari setiap dioda.
Gambar 2.63 Jaringan jembatan untuk Contoh 2.19
Solution
Jaringan akan muncul seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.64 untuk wilayah positif dari tegangan input. Menggambar ulang jaringan akan menghasilkan konfigurasi Gambar 2.65, di mana
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.65. Untuk yang bagian negatif dari input dioda akan melakukan pertukaran dan Vo akan muncul seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.66.
Gambar 2.64 Jaringan Gambar 2.63 untuk wilayah positif vi
Gambar 2.65 Jaringan yang digambar ulang dari Gambar 2.64
Oleh karena itu, efek menghilangkan dua dioda dari konfigurasi bridge adalah untuk mengurangi level dc yang tersedia menjadi sebagai berikut
atau yang tersedia dari penyearah setengah gelombang dengan input yang sama. Namun, PIV seperti yang ditentukan dari Gambar 2.58 sama dengan tegangan maksimum yang melintasi R, yaitu 5 V atau setengah dari yang dibutuhkan untuk penyearah setengah gelombang dengan input yang sama.
Gambar 2.66 Output yang dihasilkan untuk Contoh 2.19
2. Hitunglah nilai arus dan tegangan rata-rata pada Vout jika kita ketahui nilai perbandingan lilitan trafo adalah N1:N2 = 10:1, Veff = 220V dan f = 50 Hz, resistor RL = 1KΩ.
Solution
Kita ketahui adalah input tegangan PLN 220 V, dengan nilai tegangan efektifnya Veff = 220V. Maka kita dapat menghitung nilai tegangan maksimum (Vm)
Bentuk gelombang pada A :
Pada titik B adalah tegangan output trafo stepdown dimana perbandingan lilitan primer N1 = 10 dan sekunder N2 = 1, maka N1:N2 = 10:1. Maka tegangan maksimum pada titik B adalah
Bentuk gelombang pada B :
Dengan mempertimbangkan nilai tegangan cut-in dioda (Vɣ) besarnya tegangan rata-rata Vdc
Dan bentuk gelombang pada outputnya adalah :
Untuk mencari arus maksimum Im dengan mengabaikan nilai Rf yang kecil adalah
dan arus rata-rata adalah
Dari gelombang yang dihasilkan pada bagian outputnya kita bisa melihat bahwa jarak antara puncak ke puncak semakin rapat, maka nilai frekuensi outputnya adalah
Besar tegangan PIV adalah
Problem
1. Tentukan nilai dari Vdc!
2. Tentukan nilai dari Vdc!
Pembahasan
Pilihan Ganda
1. Pada gambar 2.59 dibutuhkan dioda sebanyak
a. 1
b. 2
c. 3
d. 4
e. 5
Jawaban
b. 2
2. Tegangan beban saat dioda ideal ialah
a. vo = 2 vi
b. vo = 0
c. vi = 0
d. vo = vi
e. vo = 1/2 vi
Jawaban
d. vo = vi
4.Percobaan[kembali]
A. Prosedur Percobaan
1. Bridge Network
a. Siapkan Vsine, bridge,resistor, dan oscilloscope pada proteus
b. Hubungkan setiap bahan pada proteus dan hubungkan Vsine ke kaki A oscilloscope dan hubungkan Bridge ke kaki B oscilloscope
c. Atur amplitudo dan frekuensi pada Vsine sebesar 100 m dan 50Hz
d. Lalu coba jalankan dan akan terlihat gelombang yang dihasilkan pada oscilloscope
2. Center - Tapped Transformator
a. Siapkan Vsine,resistor,dioda,transformator,dan oscilloscope
b. Hubungkan setiap bahan pada proteus dan hubungkan Vsine ke kaki A oscilloscope dan hubungkan dioda ke kaki B oscilloscope
c.Atur amplitudo dan frekuensi pada Vsine sebesar 100 m dan 50Hz
d.Lalu coba jalankan dan akan terlihat gelombang yang dihasilkan pada oscilloscope
B. Rangkaian Simulasi
1. Bridge Network
2. Center - Tapped Transformator
C. Prinsip Kerja
1. Bridge Network
Pada transformator non CT terdapat tegangan positif dan negatif. Misalnya pada periode pertama pada tegangan positif dan tegangan negatif maka dioda D1 dan D4 dapat menghantarkan atau dilewati arus karena kedua dioda ini pada posisi forward bias (bias maju). Sedangkan dioda D2 dan D3 akan berada pada posisi reverse bias (bias mundur) sehingga tidak akan dapat dilewati arus.
2. Center - Tapped Transformator
Fungsi dari transformator CT tersebut untuk menghasilkan dua buah signal sinus dengan fase yang berkebalikan. Satu lilitan akan menghasilkan fase yang sama dengan signal input dan satu lilitan lainnya akan menghasilkan fase yang berkebalikan dengan signal input.
5.Video[kembali]
A. Video Rangkaian
1. Bridge Network
2. Center - Tapped Transformator
B. Video Referensi
6.Download[kembali]
- Html Klik disini
- Rangkaian bridge network Klik disini
- Rangkaian center-tapped transformator Klik disini
- Video rangkaian bridge network Klik disini
- Video rangkaian center-tapped transformator Klik disini
- Video referensi Klik disini
- Datasheets bridge Klik disini
- Datasheets diode Klik disini
- Datasheets oscilloscope Klik disini
- Datasheets resistor Klik disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar