tugas handi agus h. (0908810)

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


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


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)


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.


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


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).


7/20

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


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


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


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.


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


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


13/20


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


15/20

=6

6,28

Vavg = 0,955 Vmax

= 62

=6

6,28 170

= 121,60 volt


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


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


18/20

= 54.06 Volt


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


20/20

=3

2 1

23 + 1

23

=3

2 3

=33

2

= 0,827 Vmax

= 33 1702

=661,37

2

= 140,66 volt

tugas handi agus h. (0908810)

Documents