Advertisement
Apakah yang dimaksud dengan penyearahan gelombang penuh itu?
Apakah perbedaannya dengan penyearahan setengah gelombang?
Tulisan berikut ini akan mengulas hal-hal yang menyangkut penyearahan gelombang penuh secara lebih jelas.
Membuat sebuah catu-daya (power-supply) dengan trafo dan dioda-dioda penyearah dapat dilakukan dengan menerapkan penyearahan setengah gelombang atau penyearahan gelombang penuh.
Tentang penyearahan setengah gelombang telah diulas dalam : Penyearahan Setengah Gelombang.
Apabila dengan menerapkan penyearahan setengah gelombang saja sudah bisa dilakukan pembuatan catu-daya, lantas mengapa harus ada pilihan lain lagi untuk menerapkan penyearahan gelombang penuh?
Tentang ini pun tentu nanti akan terjawab.
Penyearahan gelombang penuh adalah penyearahan gelombang listrik AC menjadi DC oleh dioda-dioda pada satu putaran penuh gelombang di mana dihasilkan dua denyut tegangan dalam polaritas yang sama per satu putaran gelombang.
Gambar (A) adalah skema rangkaian penyearahan gelombang penuh dari tegangan sekunder transformator Trf1 yang merupakan transformator CT (Center Tap). Trf1 mempunyai gulungan sekunder yang pada titik pertengahan gulungannya diberi “tap” (CT) yaitu terminal sambungan untuk koneksi 0V atau ground. Dengan demikian gulungan sekunder terbelah menjadi dua (gul1 dan gul2) yang masing-masingnya menghasilkan tegangan AC yang sama besar namun saling berlawanan fasa. Apabila di ujung gulungan 1 tegangan AC sedang mengayun ke arah positif, maka di ujung gulungan 2 tegangan AC justeru mengayun ke arah sebaliknya yaitu negatif, itulah yang dimaksud berlawanan fasa.
Hasil penyearahan dioda D1 dan D2 kemudian disalurkan kepada sebuah beban (load) yaitu resistor R1.
Pada gambar (B) tampak hasil penyearahan dari dioda D1 dan D2 yang berupa dua denyut belahan tegangan positif selama kurun waktu t. Kurun waktu t adalah kurun waktu berlangsungnya satu siklus/putaran gelombang. Hasil penyearahan secara lengkap diperlihatkan pada gambar (C), bentuknya berupa denyut-denyut tegangan positif di sepanjang waktu t tanpa ada celah yang kosong.
Ketika pada gulungan 1 terbit denyut tegangan positif (pada setengah putaran gelombang), D1 meluluskan tegangan ini sedangkan pada gulungan 2 sedang terbit denyut tegangan negatif dan D2 tidak meluluskan tegangan ini. Lalu pada setengah putaran gelombang selanjutnya pada gulungan 1 terbit denyut tegangan negatif maka D1 tidak meluluskan tegangan ini, namun pada gulungan 2 terbit denyut positif yang lalu diluluskan oleh D2.
Demikianlah D1 dan D2 meluluskan denyut-denyut tegangan positif saling bergantian dari dua gulungan yang berbeda sehingga dalam satu waktu putaran gelombang dihasilkan dua denyut tegangan positif. Bandingkanlah dengan hasil penyearahan setengah gelombang.
Tinggi tegangan yang telah disearahkan oleh dioda D1 dan D2 itu maksimalnya ada setinggi Vmax, di mana :
Vmax = √2 x VAC.
Dalam cara penulisan yang lain : Vmax = 1,41 x VAC.
Dalam contoh pada gambar di atas VAC adalah 10V, maka Vmax = 1,41 x 10 = 14V.
Tegangan hasil penyearahan gelombang penuh adalah tegangan dengan denyut-denyut yang rapat (tanpa ada celah yang kosong dari denyut), hal ini berbeda dengan hasil penyearahan setengah gelombang. Karena itu dalam penyearahan gelombang penuh tegangan rata-rata menjadi naik hingga dua kali lipat.
Tegangan rata-rata (V-average) penyearahan gelombang penuh adalah :
V-average = 2Vmax / π.
Dalam cara penulisan yang lain : V-average = 0,637 x Vmax.
Apabila Vmax adalah 14V, maka V-average = 8,918V.
V-average ini adalah tegangan yang terukur oleh DC Voltmeter apabila dilakukan pengukuran terhadap VDC (tegangan DC hasil penyearahan D1 dan D2).
R1 merupakan beban (load) bagi tegangan hasil penyearahan D1 dan D2 (lihat kembali gambar A). Dengan adanya tegangan rata-rata (V-average) maka ada pula arus rata-rata yang akan mengalir pada beban, diistilahkan dengan I-average.
I-average = V-average / R1.
Apabila R1 adalah sebesar 100Ω sedangkan V-average adalah setinggi 8,918V maka I-average akan ada sebesar 8,918 / 100 = 0,08918A atau 89,18mA.
Perhatikanlah kembali gambar (C).
Tegangan searah yang dihasilkan oleh penyearahan D1 dan D2 adalah berbentuk denyut-denyut, tidak berupa tegangan dengan kurva yang lurus di sepanjang waktu t. Artinya bahwa tegangan DC itu adalah tegangan yang tidak rata. Apabila tegangan DC yang seperti ini langsung digunakan sebagai catu-daya untuk menyuplai sebuah rangkaian elektronik, pastilah hasilnya akan kacau-balau karena masih sangat besar mengandung “ripple” (kerut-kerut pada tegangan).
Sebagaimana telah disampaikan juga dalam tulisan : Penyearahan Setengah gelombang bahwa faktor ripple merupakan bentuk ketidak-rataan tegangan dan bisa dilihat dari rasio perbandingan antara Vmax dengan V-average.
Dalam skala prosentase besarnya faktor ripple ini dapat dilihat dari :
Ripple = (Vp-p / V-average) x 100.
Vp-p adalah tegangan “puncak ke puncak” (peak to peak). Dalam hal ini Vp-p adalah sama dengan Vmax.
Apabila Vp-p = Vmax = 14V dan V-average = 8,918V, maka ripple yang ada adalah 156,9%.
Bandingkanlah dengan prosentase faktor ripple dari penyearahan setengah gelombang. Bukankah hanya separuhnya?
Kini, telah jelaslah perbedaan antara penyearahan setengah gelombang dengan penyearahan gelombang penuh.
Namun demikian faktor ripple sebesar 156,9% adalah angka yang masih tinggi yang menyebabkan tegangan hasil penyearahan tetap belum layak digunakan sebagai catu-daya.
Bagaimana agar tegangan hasil penyearahan menjadi layak digunakan sebagai catu-daya?
Ikuti ulasan selanjutnya dalam : Penyearahan Gelombang Penuh Dengan kondensator Perata.
Happy learning!
Tulisan lainnya tentang penyearahan gelombang AC :
Penyearahan dioda bridge .
Apakah perbedaannya dengan penyearahan setengah gelombang?
Tulisan berikut ini akan mengulas hal-hal yang menyangkut penyearahan gelombang penuh secara lebih jelas.
Membuat sebuah catu-daya (power-supply) dengan trafo dan dioda-dioda penyearah dapat dilakukan dengan menerapkan penyearahan setengah gelombang atau penyearahan gelombang penuh.
Tentang penyearahan setengah gelombang telah diulas dalam : Penyearahan Setengah Gelombang.
Apabila dengan menerapkan penyearahan setengah gelombang saja sudah bisa dilakukan pembuatan catu-daya, lantas mengapa harus ada pilihan lain lagi untuk menerapkan penyearahan gelombang penuh?
Tentang ini pun tentu nanti akan terjawab.
Penyearahan gelombang penuh adalah penyearahan gelombang listrik AC menjadi DC oleh dioda-dioda pada satu putaran penuh gelombang di mana dihasilkan dua denyut tegangan dalam polaritas yang sama per satu putaran gelombang.
Gambar (A) adalah skema rangkaian penyearahan gelombang penuh dari tegangan sekunder transformator Trf1 yang merupakan transformator CT (Center Tap). Trf1 mempunyai gulungan sekunder yang pada titik pertengahan gulungannya diberi “tap” (CT) yaitu terminal sambungan untuk koneksi 0V atau ground. Dengan demikian gulungan sekunder terbelah menjadi dua (gul1 dan gul2) yang masing-masingnya menghasilkan tegangan AC yang sama besar namun saling berlawanan fasa. Apabila di ujung gulungan 1 tegangan AC sedang mengayun ke arah positif, maka di ujung gulungan 2 tegangan AC justeru mengayun ke arah sebaliknya yaitu negatif, itulah yang dimaksud berlawanan fasa.
Hasil penyearahan dioda D1 dan D2 kemudian disalurkan kepada sebuah beban (load) yaitu resistor R1.
Pada gambar (B) tampak hasil penyearahan dari dioda D1 dan D2 yang berupa dua denyut belahan tegangan positif selama kurun waktu t. Kurun waktu t adalah kurun waktu berlangsungnya satu siklus/putaran gelombang. Hasil penyearahan secara lengkap diperlihatkan pada gambar (C), bentuknya berupa denyut-denyut tegangan positif di sepanjang waktu t tanpa ada celah yang kosong.
Ketika pada gulungan 1 terbit denyut tegangan positif (pada setengah putaran gelombang), D1 meluluskan tegangan ini sedangkan pada gulungan 2 sedang terbit denyut tegangan negatif dan D2 tidak meluluskan tegangan ini. Lalu pada setengah putaran gelombang selanjutnya pada gulungan 1 terbit denyut tegangan negatif maka D1 tidak meluluskan tegangan ini, namun pada gulungan 2 terbit denyut positif yang lalu diluluskan oleh D2.
Demikianlah D1 dan D2 meluluskan denyut-denyut tegangan positif saling bergantian dari dua gulungan yang berbeda sehingga dalam satu waktu putaran gelombang dihasilkan dua denyut tegangan positif. Bandingkanlah dengan hasil penyearahan setengah gelombang.
Tinggi tegangan yang telah disearahkan oleh dioda D1 dan D2 itu maksimalnya ada setinggi Vmax, di mana :
Vmax = √2 x VAC.
Dalam cara penulisan yang lain : Vmax = 1,41 x VAC.
Dalam contoh pada gambar di atas VAC adalah 10V, maka Vmax = 1,41 x 10 = 14V.
Tegangan hasil penyearahan gelombang penuh adalah tegangan dengan denyut-denyut yang rapat (tanpa ada celah yang kosong dari denyut), hal ini berbeda dengan hasil penyearahan setengah gelombang. Karena itu dalam penyearahan gelombang penuh tegangan rata-rata menjadi naik hingga dua kali lipat.
Tegangan rata-rata (V-average) penyearahan gelombang penuh adalah :
V-average = 2Vmax / π.
Dalam cara penulisan yang lain : V-average = 0,637 x Vmax.
Apabila Vmax adalah 14V, maka V-average = 8,918V.
V-average ini adalah tegangan yang terukur oleh DC Voltmeter apabila dilakukan pengukuran terhadap VDC (tegangan DC hasil penyearahan D1 dan D2).
R1 merupakan beban (load) bagi tegangan hasil penyearahan D1 dan D2 (lihat kembali gambar A). Dengan adanya tegangan rata-rata (V-average) maka ada pula arus rata-rata yang akan mengalir pada beban, diistilahkan dengan I-average.
I-average = V-average / R1.
Apabila R1 adalah sebesar 100Ω sedangkan V-average adalah setinggi 8,918V maka I-average akan ada sebesar 8,918 / 100 = 0,08918A atau 89,18mA.
Perhatikanlah kembali gambar (C).
Tegangan searah yang dihasilkan oleh penyearahan D1 dan D2 adalah berbentuk denyut-denyut, tidak berupa tegangan dengan kurva yang lurus di sepanjang waktu t. Artinya bahwa tegangan DC itu adalah tegangan yang tidak rata. Apabila tegangan DC yang seperti ini langsung digunakan sebagai catu-daya untuk menyuplai sebuah rangkaian elektronik, pastilah hasilnya akan kacau-balau karena masih sangat besar mengandung “ripple” (kerut-kerut pada tegangan).
Sebagaimana telah disampaikan juga dalam tulisan : Penyearahan Setengah gelombang bahwa faktor ripple merupakan bentuk ketidak-rataan tegangan dan bisa dilihat dari rasio perbandingan antara Vmax dengan V-average.
Dalam skala prosentase besarnya faktor ripple ini dapat dilihat dari :
Ripple = (Vp-p / V-average) x 100.
Vp-p adalah tegangan “puncak ke puncak” (peak to peak). Dalam hal ini Vp-p adalah sama dengan Vmax.
Apabila Vp-p = Vmax = 14V dan V-average = 8,918V, maka ripple yang ada adalah 156,9%.
Bandingkanlah dengan prosentase faktor ripple dari penyearahan setengah gelombang. Bukankah hanya separuhnya?
Kini, telah jelaslah perbedaan antara penyearahan setengah gelombang dengan penyearahan gelombang penuh.
Namun demikian faktor ripple sebesar 156,9% adalah angka yang masih tinggi yang menyebabkan tegangan hasil penyearahan tetap belum layak digunakan sebagai catu-daya.
Bagaimana agar tegangan hasil penyearahan menjadi layak digunakan sebagai catu-daya?
Ikuti ulasan selanjutnya dalam : Penyearahan Gelombang Penuh Dengan kondensator Perata.
Happy learning!
Tulisan lainnya tentang penyearahan gelombang AC :
Penyearahan dioda bridge .
Silakan komentar dengan IDENTITAS YANG JELAS dan tidak menyertakan live-link atau spam.