19.3 Filter Kapasitor



1. Tujuan[kembali]

  • Mengetahui fungsi kapasitor dalam rangkaian filter.
  • Mengetahui prinsip kerja rangkaian filter kapasitor.
2. Komponen Rangkaian[kembali]

  • Kapasitor
          Berfungsi sebagai penyimpan muatan listrik sementara. Simbol:
\
  • Induktor
          Berfungsi sebagai pengatur frekwensi, filter, dan penguat tegangan. Simbol:
  • Dioda
          Berfungsi sebagai penyearah arus bolak-balik. Simbol:
  • Resistor
          Berfungsi sebagai penghambat arus. Simbol:
 
  • Sumber Tegangan AC
          Berfungsi sebagai sumber tegangan pada rangkaian. Simbol:
  • Switch
          Pemutus dan penyambung arus. Simbol:


3. Dasar Teori[kembali]


Filter (Tapis) Dalam Penyearah Gelombang (Rectifier) berfungsi untuk mendapatkan tegangan output searah yang rata dari rangkaian rectifier. Rangkaian filter yang sangat populer adalah rangkaian filter kapasitor. Kapasitor terhubung pada keluaran rectifier, dan tegangan dc diperoleh melintasi kapasitor. Gambar 1(a) menunjukkan tegangan keluaran penyearah gelombang penuh sebelum sinyal disaring, sementara gambar 1(b) menunjukkan bentuk gelombang yang dihasilkan setelah kapasitor filter terhubung pada keluaran penyearah. Perhatikan bahwa bentuk gelombang yang difilter pada dasarnya adalah tegangan dc dengan beberapa riak (atau variasi ac).
Gambar 2(a) menunjukkan penyearah jembatan gelombang penuh dan bentuk gelombang keluaran diperoleh dari sirkuit saat terhubung ke beban (RL). Jika tidak ada beban yang terhubung dengan
kapasitor, bentuk gelombang keluaran idealnya akan menjadi tingkat dc konstan sama nilainya dengan tegangan puncak (Vm) dari rangkaian penyearah.
  • Waktu Gelombang Output
Gambar 2(b) menunjukkan bentuk gelombang melintasi filter kapasitor. Waktu T1 adalah waktu selama dioda dari penyearah gelombang penuh, mengisi kapasitor hingga
tegangan penyearah puncak, Vm. Waktu T2 adalah interval waktu di mana usia penyearah jatuh di bawah tegangan puncak, dan kapasitor dilepaskan melalui beban. Sejak
siklus charge-discharge terjadi untuk setiap setengah siklus untuk penyearah gelombang penuh, jumlah gelombang bentuk yang diperbaiki adalah T / 2, satu-setengah frekuensi sinyal input.
  •  Tegangan Riak (V RMS)
Untuk mencari tegangan riak (RMS):
 Contoh soal:
  •  Tegangan DC
Besarnya tegangan DC:
 Contoh soal:
  • Filter Riak Kapasitor
Dapat dicari dengan:
 Contoh soal:
  • Periode Konduksi Dioda dan Arus Dioda Puncak
Nilai kapasitansi yang lebih besar memberikan riak yang lebih sedikit dan tegangan rata-rata yang lebih tinggi, sehingga memberikan aksi filter yang lebih baik. Dari yang satu ini mungkin menyimpulkan bahwa untuk meningkatkan kinerja filter kapasitor itu saja diperlukan untuk meningkatkan ukuran kapasitor filter. Kapasitor, bagaimanapun, juga mempengaruhi arus puncak yang ditarik melalui dioda pelurusan, dan seperti yang akan ditunjukkan selanjutnya semakin besar nilai kapasitor, semakin besar arus puncak yang ditarik melalui memperbaiki dioda. Ingat bahwa dioda melakukan selama periode T1, selama waktu tersebutdioda harus memberikan arus rata-rata yang diperlukan untuk mengisi kapasitor. Itu semakin pendek interval waktu ini, semakin besar jumlah arus pengisian.
Gambar diatas menunjukkan hubungan ini untuk sinyal yang dikoreksi setengah gelombang (itu akan menjadi operasi dasar yang sama untuk gelombang penuh). Perhatikan bahwa untuk nilai kapasitor yang lebih kecil, dengan T1 lebih besar, the puncak dioda arus kurang dari untuk nilai kapasitor filter yang lebih besar. Karena arus rata-rata yang diambil dari suplai harus sama dengan dioda rata-rata
saat ini selama periode pengisian, hubungan berikut dapat digunakan (dengan asumsi arus dioda konstan selama waktu pengisian):

T1 = Waktu konduksi dioda
T = 1 / f (f= 2x60 untuk gelombang penuh)
Idc = rata-rata saat ini diambil dari filter
Ipeak = puncak arus melalui konduksi dioda

4. Prinsip Kerja[kembali]
Prinsip kerja filter ini adalah membuat gelombang yang dihasilkan dari rectifier mendekati gelombang DC murni. Pada saat rectifier mengeluarkan gelombang tegangan pada nilai puncak, maka kapasitor C akan terisi dengan muatan (charge). 

5. Rangkaian Simulasi[kembali]
  • Saat Saklar Open
 
  •  Saat Saklar Close
  •  Penyearah Jembatan Gelombang Penuh

6. Video Simulasi[kembali]
  • Saat Saklar Dibuka dan Ditutup



  • Penyearah Jembatan Gelombang Penuh



Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)