tugas handi agus h. (0908810)
Post on 05-Apr-2018
228 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
1/20
TUGAS
Disusun Untuk Memenuhi Salah Satu Tugas Mata KuliahElektronika Daya
Dosen : Ir. Dadang Lukman Hakim, MT.
disusun oleh :
HANDI AGUS H.
(0908810)
JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS PENDIDIKAN TEKNOLOGI DAN KEJURUAN
UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
BANDUNG
2011
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
2/20
RANGKAIAN PENYEARAH (RECTIFIER)
Rangkaian penyearah adalah suatu rangkaian yang mengubah tegangan
bolak-balik (AC) menjadi tegangan searah (DC). Terdapat beberapa jenis rangkaian
penyearah, yang masing-masing jenis memberikan hasil yang berbeda-beda terhadap
bentuk tegangan DC yang yang keluar. Listrik DC digunakan untuk berbagai
kebutuhan seperti power supply, pengisi akumulator, alat penyepuhan logam.
Komponen elektronika yang dipakai sebagai penyearah ialah dioda atau thyristor.
Penyearah yang menggunakan dioda sering disebut dengan penyearah tanpa kendali
dikarenakan tegangan output yang dihasilkan tetap tidak bisa dikendalikan.
Sedangkan penyearah dengan thrystor termasuk ke dalam penyearah terkendali,
artinya tegangan output yang dihasilkan bisa diatur dengan pengaturan penyalaan
sudut sesuai dengan kebutuhan.
Pada Gambar 1. sumber AC mendorong mendorong elektron ke atas melalui
resistor selama setengah perioda positif tegangan input dan turun melalui resistor
selama setengah perioda negatif. Naik turunnya arus adalah sama.
Gambar 1. Rangkaian tanpa Dioda beserta sinyal output
Ambil sebuah dioda dan pasang dalam rangkaian. Rangkaian pada Gambar 2.
menunjukkan bahwa setengah perioda positif dari tegangan input akan memberikan
bias forward pada dioda, sehingga dioda akan konduksi selama setengah periode
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
3/20
positif. Tetapi untuk setengah periode negatif, diode dibias reverse dan hanya arus
reverse kecil yang mengalir. Dioda telah menyearahkan arus ac yang berarti
mengubahnya dari arus bolak-balik menjadi arus searah.
Gambar 2. Rangkaian denga Dioda beserta sinyal output
Ada dua metode yang digunakan dalam penyearah gelombang yaitu metode
penyearah setengah gelombang (Half-Wave Rectifier) dan penyearah gelombang
penuh (Full-Wave Rectifier).
1. Penyearah Setengah Gelombang (Half Wave Rectifier)
(a) (b)
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
4/20
(c)
Gambar 3. Penyearah Setengah Gelombang. (a) Rangkaian; (b) Sinyal Input; (c)
Sinyal Output
Gambar 3.(a) adalah penyearah setengah gelombang, suatu rangkaian yang
mengubah tegangan ac menjadi tegangan DC berdenyut. Pada setengah siklus positif
tegangan jala-jala, dioda dibias forward. Pada setengah siklus negatif, dibias reverse.
Inilah sebabnya mengapa tegangan pada R merupakan sinyal setengah gelombang
seperti ditunjukkan pada Gambar 3.(c). Sedangkan Gambar 3.(b) menunjukkan
bagaimana bentuk gelombang tegangan jala-jala. Seperti dalam hubungan antar
harga efektif dan puncak adalah:
Vrms =Vp
2
a. Penyearah Setengah Gelombang Satu PhasaRangkaian transformator penurun tegangan dengan sebuah dioda R1 setengah
gelombang dan sebuah lampu E1 sebagai beban. Sekunder trafo sebagai tegangan
input U1 = 25 V dan bentuk tegangan output DC dapat dilihat dari osiloskop.
Tegangan input U1 merupakan gelombang sinusoida, dan tegangan output setelah
diode Ud bentuknya setengah gelombang bagian yang positifnya saja, perhatikan
Gambar dibawah.
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
5/20
Gambar 4. Diode setengah gelombang 1 phasa
b. Penyearah Setengah Gelombang Tiga PhasaRangkaian penyearah dioda tiga phasa menggunakan tiga dioda penyearah
R1, R2, dan R3 ketiga katodanya disatukan menjadi terminal positif seperti pada
Gambar 5 . Tegangan DC yang dihasilkan melalui beban resistif RL. Masing-masing
dioda akan konduksi ketika ada tegangan positif, sedangkan tegangan yang negatif
akan diblok. dioda R1, R2, dan R3 anak konduksi secara bergantian sesuai dengan
siklus gelombang saat nilainya lebih positif. Arus searah negatif kembali ke sekunder
trafo melalui kawat N. Tegangan DC yang dihasilkan tidak benar-benar rata, masih
mengandung riak (ripple).
Gambar 5. Penyearah diode setengah gelombang 3 phasa
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
6/20
Urutan konduksi masing-masing diode R1, R2, dan R3 pada penyearah setengah
gelombang dapat diperiksa pada gambar 6.
a. Diode R1 mulai konduksi setelah melewati sudut 30 sampai 150 atausepanjang 120.
b. Diode R2 mulai konduksi pada sudut 150 sampai 270, R2 juga konduksisepanjang 120.
c. Diode R3 mulai konduksi pada sudut 270 sampai 390 juga sepanjang 120.Dapat disimpulkan ketiga diode memiliki sudut konduksi 120.
2. Penyearah Gelombang Penuh (Full-Wave Rectifier)Rangkaian penyearah gelombnag penuh yang menggunakan rangkaian
jembatan (bridge) dapat dilihat pada Gambar 5. (a).
(a) (b)Gambar 5. (a) Rangkaian; (b) Sinyal output
Bentuk gelombang yang terjadi pada output dapat dilihat pada Gambar 6. (b).
Terbentuknya tegangan dari penyearah gelombang penuh dengan mengggunkan
rangkaian jembatan, dapat dijelaskan dengan memperhatikan Gambar 7. (a), (b), dan
(c). Pada setengah siklus positif dioda D1 dan D2 konduksi on dan menghasilkan
gelombang output setengah siklus seperti pada Gambar 7. (b).
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
7/20
Selanjutnya untuk setengah siklus negatif, maka dioda D3 dan D4 konduksi
dan menghasilkan gelombang seperti pada Gambar 7. (c). Gelombang yang terjadi
adalah positif, sebab titik A adalah nol dan titik B adalah positif. Pada penyearah
gelombang penuh, faktor ripple lebih kecil daripada faktor-faktor pada penyearah
setengah gelombang, faktor ripple penyearah gelombang penuh adalah 48,4%. Makin
kecil faktor ripple, makin baik hasil tegangan DC (tegangan DC makin datar). Jadi
terbukti bahwa penyearah gelombang penuh lebih baik daripada penyearah setengah
gelombang.
(a)
(b) (c)Gambar 7. (a) Sinya Output; (b) Siklus Positif Dioda; (c) Siklus Negatif Dioda
a. Penyearah Gelombang Penuh Satu PhasaPenyearah gelombang penuh satu phasa bisa juga dihasilkan dari trafo yang
menggunakan centre-tap (Ct), di sini cukup dipakai dua buah diode, dan titik Ct
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
8/20
difungsikan sebagai terminal negatipnya. Untuk meratakan tegangan DC dipasang
kapasitor elektrolit CG berfungsi sebagai filter dengan beban RL (Gambar 8.). Ketika
diode R1 dan diode R4 melalukan tegangan positif, kapasitor CG mengisi muatan
sampai penuh. Saat tegangan dari puncak menuju lembah, terjadi pengosongan
muatan kapasitor. Berikutnya diode R2 dan diode R3 melewatkan tegangan negatif
menjadi tegangan DC positif. Kapasitor CG mengisi muatan dan mengosongkan
muatan. Rangkaian filter dengan kapasitor menjadikan tegangan DC menjadi lebih
rata (Gambar 9.).
Gambar 8. Penyearah jembatan dengan filter kapasitor
Gambar 9. Penyearah jembatan dengan filter RC
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
9/20
b. Penyearah Gelombang Penuh Tiga PhasaPenyearah diode gelombang penuh tiga phasa menggunakan sistem jembatan
dengan enam buah diode R1, R3, dan R5 katodanya disatukan sebagai terminal
positif. diode R4, R6, dan R2 anodanya yang disatukan sebagai terminal negatif
(Gambar 10). Tegangan DC yang dihasilkan memiliki enam pulsa yang dihasilkan
oleh masing-masing diode tersebut. Tegangan DC yang dihasilkan halus karena
tegangan riak (ripple) kecil dan lebih rata. Urutan konduksi dari keenam diode dapat
dilihat dari siklus gelombang sinusoida yang konduksi secara bergantian. Konduksi
dimulai dari diode R1 + R6 sepanjang sudut komutasi 60. Berturut-turut disusul
diode R1 + R2, lanjutnya diode R3 + R2, urutan keempat R3 + R4, kelima R5 + R4
dan terakhir R5 + R6 (Gambar 11). Jelas dalam satu siklus gelombang tiga phasa
terjadi enam kali komutasi dari keenam diode secara bergantian dan bersama-sama.
Gambar 10. Penyearah jembatan gelombang penuh 3 phasa
Gambar 11. Bentuk gelombang penyearah penuh 3 phasa
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
10/20
REFERENSI
1. Siswoyo. (2008). Teknik Listrik Industri Jilid 3. Jakarta: DepartemenPendidikan Nasional.
2. Malvino (Diterjemahkan: Hanapi Gunawan). (1990). Prinsip-PrinsipElektronika, Edisi Kedua. Jakarta : Penerbit Erlangga.
3. Prof. Dr. Zuhal M. Sc. EE. Dan Ir Zhanggischan. (2004). Prinsip DasarElektroteknik. Jakarta : Gramedia.
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
11/20
HASIL PERCOBAAN
1. Gelombang Penuh 1 Phasa
Vmax = Veff 2 Vavg = 0,636 Vmax
= 120 2 = 0,636 127,28
= 170 Volt = 108,12 Volt
Tegangan Efektif (Veff)
Veff =1
sin
0
=
2
0
= 2
2 1
2 (1 cos )
0
= 2
2 1
2 sin
4
= 2
2 sin 2
= 2
2 2sin 2
2 0
= 2
2 sin 0
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
12/20
= 2
2
2 = 22
Veff =Vmax
2
= 2
=170
2
= 120 Volt
Tegangan Ratarata ( Vavg )
Vavg =1
sin
0
=1
sin
0
=
cos
0
=
cos 180 cos0
=
1 1
=2
Vavg =2
=2
=2 170
3,14
= 108,12 Volt
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
13/20
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
14/20
2. Gelombang Penuh 3 Phasa
Vmax = 2 Vavg = 62
127,28 Line to Line = 3
= 120 2 = 162,42 volt = 3 120= 170 volt = 207,84 volt
Tegangan Rata-Rata Pada Rangkaian Full Wave (Vavg = 0,955 Vmax ?)
Vavg =3
2 sin
0
=3
2 cos
=3
2 cos cos0
=3
2 cos 180
cos0
=3
2 1 + 1
=3
2 2
=6
2
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
15/20
=6
6,28
Vavg = 0,955 Vmax
= 62
=6
6,28 170
= 121,60 volt
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
16/20
3. Gelombang Setengah 1 Phasa
Vmax = Veff 2 Vavg = 0,318 Vmax
= 120 2 = 0,318 127,28
= 170 Volt = 54,06 Volt
Tegangan Efektif (Veff)
Veff =1
2
02t dt
= 2
2
0
= 2
2 1
2 1 cos
0
= 2
2 1
2 sin
4
= 2
2 sin
2
= 2
2 2sin 2
2 0
= 2
2 sin 0
= 2
2
Veff =
2
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
17/20
Veff =
2
Veff = 2
=170
2
= 120 Volt
Tegangan Ratarata (Vavg) :
Vavg =
1
sin
0
=1
2 sin
0
=
2 cos
0
=
2 [ (cos 180 cos0) ]
=
2 [ ( 1 1) ]
= 2 2
Vavg =
Vavg =
=170
3,14
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
18/20
= 54.06 Volt
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
19/20
4. Gelombang Setengah 3 Phasa
Vmax = 2 Vavg = 332 Line to Line = 3
= 120 2 = 331706,28
= 3 9 0
= 170 volt =661,37
6,28= 207.84 volt
= 140,66 volt
Tegangan rata-rata pada rangkaian Half Wave (Vav = 0,827 Vmax ?)
Vavg = 32 sin
56
6
=3
2 cos
=3
2 cos 150 cos 30
-
7/31/2019 Tugas Handi Agus H. (0908810)
20/20
=3
2 1
23 + 1
23
=3
2 3
=33
2
= 0,827 Vmax
= 33 1702
=661,37
2
= 140,66 volt
top related