2.7 Full-Wave Rectification

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

   a) Prosedur

   b) Rangkaian simulasi

   c) Video Simulasi

6. Download File

 1. Pendahuluan[kembali]

Penyearah gelombang penuh (full wave rectifier) adalah sistem penyearah yang menyearahkan semua siklus gelombang sinus menggunakan dua blok dioda (satu blok dioda bisa berupa satu atau beberapa dioda yang diparalel) yang bekerja secara komplenen. Satu dioda bekerja pada fase siklus positif dan satu dioda bekerja pada fase siklus negatif yang telah dibalik.

Pada Full-Wave Rectification, terdapat dua konfigurasi utama yang biasa digunakan: jembatan (bridge) dan pusat tap (center-tap). Dalam konfigurasi jembatan, empat dioda disusun dalam pola khusus sehingga kedua setengah siklus dari sinyal AC dapat diarahkan melalui dioda yang berbeda, menghasilkan tegangan DC yang lebih rata. Sementara itu, dalam konfigurasi pusat tap, transformator dengan pusat tap digunakan bersama dengan dua dioda untuk mencapai hasil yang sama. Kelebihan utama dari Full-Wave Rectification adalah peningkatan efisiensi dan pengurangan riak (ripple) pada keluaran tegangan DC, membuatnya lebih cocok untuk aplikasi yang membutuhkan pasokan daya yang stabil dan andal.

 2. Tujuan[kembali]

• Dapat mengetahui dan memahami tentang rektifikasi gelombang penuh
• Dapat mengetahui persamaan persamaan yang berhubungan dengan rektifikasi gelombang penuh
• Dapat membuat rangkaian percobaan rektifikasi gelombang penuh

 3. Alat dan Bahan[kembali]

    Alat :

    1. Oscilloscope

    Osiloskop adalah alat ukur yang berfungsi menunjukan bentuk sinyal listrik berupa grafik dari    tegangan terhadap waktu yang tertampil pada layarnya.Osiloskop dapat mengukur mengukur    besaran-besaran: tegangan, frekuensi, periode, bentuk sinyal dan beda fasa. 

    2. AC Voltmeter

    AC Voltmeter berfungsi untuk mengukur tegangan AC

    3. AC Generator (VSINE)

    Sebagai Sumber tegangan AC

    Bahan :

    1. Resistor

    Resistor merupakan komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika.

    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).

    3. Diode Bridge

    Diode Bridge atau Jembatan Dioda adalah dioda sebagai penyearah arus bolak balik (AC)  menjadi arus searah (DC).

    4. Transformator

    Transformator. Transformator atau trafo adalah alat yang memindahkan tenaga listrik antar dua rangkaian listrik atau lebih melalui induksi elektromagnetik

    5. Switch

    Switch (Saklar) adalah sebuah perangkat elektronik yang digunakan untuk memutuskan jaringan listrik atau untuk menghubungkannya.

    6. Ground

    Ground merupakan titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus searah  atau titik kembalinya sinyal bolak balik.

 

 4. Dasar Teori[kembali]

a. Jaringan Jembatan

    Level atau tingkat DC yang diperoleh dari input sinusoidal dapat ditingkatkan 100% menggunakan proses yang disebut perbaikan gelombang penuh (full-wave rectification). 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 2.53 Gelombang  penuh  penyearah  jembatan

Gambar 2.54 Jaringan Gambar 2.52 untuk periode 0 → T / 2 dari tegangan input vi

Gambar 2.55 Jalur konduksi untuk wilayah positif  v

Untuk daerah negatif dari input, 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 Jalur konduksi untuk wilayah  negatif vi

Gambar 2.57 Bentuk gelombang input dan output untuk penyearah gelombang penuh.

   Karena luas di atas sumbu untuk satu siklus penuh sekarang menjadi dua kali luas yang diperoleh untuk sistem setengah gelombang, tingkat dc juga menjadi dua kali lipat.

    Jika yang digunakan adalah silikon, bukan dioda ideal, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.58, penerapan hukum tegangan Kirchhoff di sekitar jalur konduksi akan menghasilkan persamaan :

      Nilai puncak tegangan keluaran V

 Untuk situasi dimana Vm ≫ 2VK dapat diterapkan untuk nilai rata-rata dengan tingkat akurasi yang relatif tinggi.

    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

b. Transformator dengan Tap Tengah

     Penyearah gelombang penuh populer kedua muncul pada Gambar. 2.60 dengan hanya dua dioda tetapi membutuhkan transformator center-tapped (CT) untuk menetapkan sinyal input di setiap bagian sekunder transformator. Selama bagian positif dari Vi diterapkan ke primer transformator, jaringan akan muncul seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.61 dengan pulsa positif di setiap bagian kumparan sekunder. D1 menganggap ekivalen hubung singkat dan D2 menganggap ekivalen hubung terbuka, sebagaimana ditentukan oleh tegangan sekunder dan arah arus yang dihasilkan. Tegangan keluaran tampak seperti pada Gambar 2.61

 Gambar 2.60 Penyearah gelombang penuh transformator dengan tap tengah

 Gambar 2.57 Kondisi jaringan untuk daerah positif Vi

Pada Gambar. 2.62, selama bagian negatif dari input, jaringan yang muncul akan mempertahankan polaritas yang sama untuk tegangan melintasi resistor beban R. Hasil bersihnya adalah output yang sama seperti itu muncul pada Gambar 2.57 dengan tingkat DC yang sama.

PIV

PIV Jaringan pada Gambar 2.63 akan membantu kita menentukan PIV bersih untuk setiap dioda untuk penyearah gelombang penuh ini. PIV terbentuk dengan memasukkan tegangan maksimum untuk tegangan sekunder Vm seperti yang ditetapkan oleh loop yang berdampingan.

 5. Percobaan[kembali]

    a) Prosedur[kembali]

• Untuk membuat rangkaian ini, pertama, buka aplikasi proteus 8 profesional
• Kemudian siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
• Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
• Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
• Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh 
• Lalu coba jalankan rangkaiannya, jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian bekerja

    b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

Rangkaian 2.53

• Pada saat grafik tegangan AC menuju positif (+) maka arus akan mengalir dari sumber tegangan AC menuju ke dioda bagian kanan atas lalu menuju ke sisi positif resistor, kemudian arus tadi akan keluar ke dioda bawah kiri. 
• Pada saat tegangan AC menuju negatif (-) maka arus tadi akan mengalir ke dioda bawah kanan lalu mengalir ke sisi positif resistor dan akan keluar lagi ke dioda atas kiri dan akan menuju tegangan AC -

Rangkaian 2.54

• Pada saat grafik tegangan AC menuju positif (+) maka arus akan mengalir dari sumber tegangan AC menuju ke dioda bagian kanan atas lalu menuju ke sisi positif resistor, kemudian arus tadi akan keluar ke dioda bawah kiri. 
• Pada saat tegangan AC menuju negatif (-) maka arus tadi akan mengalir ke dioda bawah kanan lalu mengalir ke sisi positif resistor dan akan keluar lagi ke dioda atas kiri dan akan menuju tegangan AC -

Rangkaian 2.55

• Pada saat grafik tegangan AC menuju positif (+) maka arus akan mengalir dari sumber tegangan AC menuju ke switch 2 yng tertutup kemudian arus tadi mengalir menuju resistor dan melewati switch 3 dan akan menuju ke tegangan AC 

Rangkaian 2.56

• Pada saat tegangan AC menuju (-) maka arus akan mengalir dari sumber tegangan AC menuju ke switch 8, lalu arus tadi akan menuju ke resistor dan kemudian akan melewati switch 5 dan akan menuju ke tegangan AC -

Rangkaian 2.58

Rangkaian 2.59

• Pada saat grafik tegangan AC menuju positif (+) maka arus akan mengalir dari sumber tegangan AC menuju ke switch 2 yng tertutup kemudian arus tadi mengalir menuju resistor dan melewati switch 3 dan akan menuju ke tegangan AC 

Rangkaian 2.60

• Trafo pada rangkaian ini berfungsi untuk menaikkan tegangan sesuai dengan rasionya. 
• Pada saat grafik tegangan AC menuju positif (+) maka arus akan mengalir melalui trafo lalu akan mengalir ke dioda 1 dan akan masuk dari sisi positif resistor
• Pada saat grafik tegangan AC menuju negatif (-) maka arus akan mengalir melalui trafo lalu akan mengalir ke dioda 2 dan akan masuk lagi dari sisi positif resistor

Rangkaian 2.61

• Pada saat grafik tegangan AC menuju positif (+) maka arus akan mengalir melalui trafo lalu akan mengalir ke switch 1 dan akan masuk dari sisi positif resistor

Rangkaian 2.62

• Pada saat grafik tegangan AC menuju negatif (-) maka arus akan mengalir melalui trafo lalu akan mengalir ke dioda 2 dan akan masuk lagi dari sisi positif resistor

Rangkaian 2.64

• Arus mengalir dari tegangan AC menuju ke dioda 2, kemudian akan keluar menuju ke resistor 1 dan resistor 3
• Arus yang mengalir di resistor 1 akan menuju ke resistor 2
• Kemudian arus yang mengalir dari resistor 2 dan resistor 3 tadi akan berkumpul dan menuju kembali ke sumber tegangan AC

Rangkaian 2.65

• Arus mengalir dari tegangan AC menuju ke switch 2, kemudian akan keluar menuju ke resistor 4 dan resistor 6
• Arus yang mengalir di resistor 4 akan menuju ke resistor 5
• Kemudian arus yang mengalir dari resistor 5 dan resistor 6 tadi akan berkumpul dan menuju kembali ke sumber tegangan AC

Rangkaian 2.66

    c) Video Simulasi [kembali]

 6. Download File[kembali]

    Rangkaian 2.53 [unduh]

    Rangkaian 2.54 [unduh]

    Rangkaian 2.55 [unduh]

    Rangkaian 2.56 [unduh]

    Rangkaian 2.58 [unduh]

    Rangkaian 2.59 [unduh]

    Rangkaian 2.60 [unduh]

    Rangkaian 2.61 [unduh]

    Rangkaian 2.62 [unduh]

    Rangkaian 2.64 [unduh]

    Rangkaian 2.65 [unduh]

    Rangkaian 2.66 [unduh]

    Video Rangkaian 2.53 [unduh]

    Video Rangkaian 2.54 [unduh]

    Video Rangkaian 2.55 [unduh]

    Video Rangkaian 2.56 [unduh]

    Video Rangkaian 2.58 [unduh]

    Video Rangkaian 2.59 [unduh]

    Video Rangkaian 2.60 [unduh]

    Video Rangkaian 2.61 [unduh]

    Video Rangkaian 2.62 [unduh]

    Video Rangkaian 2.64 [unduh]

    Video Rangkaian 2.65 [unduh]

    Video Rangkaian 2.66 [unduh]

    Data Sheet Baterai [Download]

    Data Sheet Resistor [Download]

    Data Sheet Dioda [Download]