LUTHFIANI AFIFAH: 2.13 Practical Application

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

b) Rangkaian simulasi

c) Video Simulasi

6. Download File

1. Pendahuluan[kembali]

Diode Application adalah komponen elektronik yang serbaguna, dapat digunakan untuk mengandakan tegangan, perlindungan polaritas terbalik, dan lain-lainnya. Pada blog ini akan memperlihatkan beberapa rangkaian dan cara kerjanya dengan harapan dapat memahami dan manfaat dari aplikasi dioda.

2. Tujuan[kembali]

Mempelajari pemahaman umum Diode Application
Mempelajari fungsi Practical Application Battery Charger

3. Alat dan Bahan[kembali]

Alat:

1. Voltmeter

Voltmeter merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada di suatu rangkaian listrik.

2. Amperemeter

Amperemeter merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengukur besar arus listrik yang ada di suatu rangkaian listrik.

3. Switch

Switch atau saklar adalah suatu komponen yang digunakan untuk memutus dan menyambungkan arus listrik.

Bahan:

1. Resistor

Berfungsi sebagai pembagi, pembatas, dan pengatur arus dalam suatu rangkaian, Resistor berfungsi untuk menghambat arus dalam rangkaian listrik. Nilai resistansi dan arus saling berbanding terbalik, sehingga semakin besar nilai resistansi maka nilai arus yang melalui sebuah komponen semakin kecil. Cara menghitung nilai resistansi resistor berdasarkan kode gelang warna:

Masukkan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
Masukkan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
Masukkan jumlah nol dari warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan (10^n), merupakan nilai toleransi dari resistor.

2. Baterai

Baterai adalah alat yang digunakan untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk kimia kemudian diubah menjadi energi listrik untuk memperoleh arus listrik yang diperlukan.

3. Dioda

Komponen aktif dua kutub yang pada umumnya bersifat semikonduktor, yang memperbolehkan arus listrik mengalir ke satu arah.

4. Ground

Berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi.

5. Induktor

Induktor adalah sebuah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan energi pada medan magnet yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melintasinya.

4. Dasar Teori[kembali]

Rektifikasi

Pengisi daya baterai adalah peralatan umum yang ditemukan di rumah yang dapat digunakan untuk mengisi daya apa pun mulai dari baterai senter kecil hingga baterai timbal-asam laut yang kuat.

Tampilan luar dan konstruksi internal Pengisi Daya Baterai Manual Sears 6>2 AMP ditunjukkan pada Gbr. 2.128. Perhatikan pada Gbr. 2.128b bahwa trafo menempati sebagian besar ruang internal. Ruang udara tambahan dan lubang-lubang di casing ada untuk memastikan saluran keluar untuk panas yang berkembang karena arus yang dihasilkan.

Semua bagian penting pengisi daya ditunjukkan dalam skema di Gambar 2.129. Bahwa primer trafo dilintasi langsung oleh tegangan 120 V yang dialirkan dari stopkontak. Sakelar hanya menentukan berapa banyak belitan utama yang akan berada di sirkuit untuk laju pengisian yang dipilih, yang mungkin 6 A atau 2 A. Primer akan sepenuhnya berada di sirkuit dan rasio belitan primer ke sekunder akan berada pada titik tertinggi. saat baterai sedang diisi pada level 2-A. Belokan primer lebih sedikit ada di sirkuit dan rasionya turun saat mengisi daya pada level 6-A.

Namun, dengan menerapkan lampu depan sebagai beban, arus yang cukup ditarik melalui dioda untuk berperilaku seperti sakelar dan mengubah bentuk gelombang ac menjadi gelombang berdenyut seperti ditunjukkan pada Gbr. 2.130 untuk pengaturan 6-A. Pertama, perhatikan bahwa bentuk gelombang sedikit terdistorsi oleh karakteristik nonlinier transformator dan karakteristik nonlinier dari dioda pada arus rendah. Namun, bentuk gelombangnya tentu saja mendekati apa yang diharapkan ketika kita bandingkan dengan pola teoritis Gbr. 2.129. Nilai puncak ditentukan dari sensitivitas vertikal sebagai

Vpeak = (3,3 divisi) (5 V/divisi) = 16,5 V vs. 18 V pada Gbr. 1.129

Konfigurasi Pelindung

Dioda digunakan dalam berbagai cara untuk melindungi elemen dan sistem dari tegangan atau arus yang berlebihan, pembalikan polaritas, lengkung, dan korslet, dan masih banyak lagi.

Pada Gbr. 2.131a, itu sakelar pada rangkaian RL sederhana telah ditutup, dan arus akan naik ke tingkat yang ditentukan oleh tegangan yang diterapkan dan resistor seri R seperti yang ditunjukkan pada plot.

Pada Gbr. 2.132a, jaringan sederhana di atas mungkin mengendalikan aksi sebuah relai. Ketika sakelar ditutup, koil akan diberi energi, dan tingkat arus kondisi tunak akan didirikan. Namun, ketika sakelar dibuka untuk menghilangkan energi jaringan, kita memiliki masalah yang diperkenalkan di atas karena elektromagnet yang mengendalikan aksi relai akan muncul sebagai koil ke jaringan yang memberi energi. Salah satu cara termurah namun paling efektif untuk melindungi sistem switching adalah dengan menempatkan kapasitor (disebut "snubber") di terminal koil seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 2.132b.

Seringkali resistor tidak muncul karena resistansi internal koil seperti yang ditetapkan oleh banyak lilitan kawat halus. Kadang-kadang, anda mungkin menemukan kapasitor di seberang sakelar seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 2.132c.

Terakhir, dioda sering digunakan sebagai perangkat pelindung untuk situasi seperti di atas. Dalam Gbr. 2.133, dioda telah ditempatkan secara paralel dengan elemen induktif dari konfigurasi relai. Ketika sakelar dibuka atau sumber tegangan dengan cepat dilepaskan, polaritasnya dari tegangan melintasi koil seperti untuk menghidupkan dioda dan melakukan ke arah ditunjukkan.

Kadang-kadang, juga dapat ditemukan dioda secara seri dengan terminal kolektor transistor sebagai ditunjukkan pada Gbr. 2.134b. Tindakan transistor normal mengharuskan kolektor menjadi lebih positif dari terminal basis atau emitor untuk membentuk arus kolektor ke arah yang ditunjukkan.

Seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 2.135, dioda sering digunakan pada terminal input sistem seperti op-amp untuk membatasi ayunan tegangan yang diberikan. Untuk level 400-mV, sinyal akan lewat tanpa gangguan ke terminal input op-amp. Namun, jika tegangan melompat ke level 1 V, puncak atas dan bawah akan terpotong sebelum muncul di terminal input op-amp. Setiap tegangan yang terpotong akan muncul di seluruh rangkaian resistor R1.

Asuransi Polaritas

Ada banyak sistem yang sangat sensitif terhadap polaritas tegangan yang diberikan. Sebagai contoh, pada Gbr. 2.137a, asumsikan untuk saat ini bahwa ada sebuah peralatan yang sangat mahal peralatan yang akan rusak oleh bias yang diterapkan secara tidak benar. Pada Gbr. 2.137b yang benar bias yang diterapkan ditunjukkan di sebelah kiri. Akibatnya, dioda menjadi bias terbalik, tetapi sistem bekerja dengan baik - dioda tidak berpengaruh. Namun, jika polaritas yang salah diterapkan sebagai ditunjukkan pada Gbr. 2.137c, dioda akan menghantarkan dan memastikan bahwa tidak lebih dari 0,7 V akan muncul di seluruh terminal sistem, melindunginya dari tegangan yang berlebihan.

Cadangan Bertenaga Baterai Terkontrol

Dalam berbagai situasi, sebuah sistem harus memiliki sumber daya cadangan untuk memastikan bahwa sistem akan tetap beroperasi jika terjadi kehilangan daya. Hal ini terutama berlaku untuk sistem keamanan dan sistem pencahayaan yang harus tetap menyala saat listrik mati. Hal ini juga penting ketika sebuah sistem seperti komputer atau radio terputus dari sumber konversi daya ac-ke-dc ke mode portabel untuk bepergian.

Detektor Polaritas

Melalui penggunaan LED dengan warna yang berbeda, jaringan sederhana Gbr. 2.140 dapat digunakan untuk memeriksa polaritas pada titik mana pun dalam jaringan dc. Ketika polaritas seperti yang ditunjukkan untuk diterapkan 6 V, terminal atas positif, D1 akan melakukan bersama dengan LED1, dan hijau lampu akan menyala.

Tampilan/Display

Beberapa masalah utama penggunaan bola lampu listrik pada rambu jalan keluar adalah keterbatasannya seumur hidup. Untuk alasan ini LED sering digunakan untuk memberikan masa pakai yang lebih lama, lebih tinggi tingkat daya tahan, dan tegangan permintaan dan tingkat daya yang lebih rendah. Pada Gbr. 2.141, sebuah jaringan kontrol menentukan kapan lampu EXIT harus menyala. Ketika menyala, semua LED dalam rangkaian akan menyala, dan tanda KELUAR akan menyala penuh.

Mengatur Level Referensi Tegangan

Dioda dan Zener dapat digunakan untuk mengatur level referensi seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 2.142. Jaringan, melalui penggunaan dua dioda dan satu dioda Zener, menyediakan tiga tingkat tegangan. Menetapkan Tingkat Tegangan yang Tidak Sensitif terhadap Arus Beban Sebagai contoh yang dengan jelas menunjukkan perbedaan antara resistor dan dioda dalam pembagi tegangan dan pertimbangkan situasi.

Regulator AC dan Generator Gelombang Persegi

Dua Zeners yang saling membelakangi juga dapat digunakan sebagai regulator AC seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 2.144a. Untuk sinyal sinusoidal v i rangkaian akan muncul seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 2.144b pada saat vi = 10 V.

Output yang dihasilkan untuk rentang penuh v i diberikan dalam Gbr. 2.144a.

Jaringan Gbr. 2.144b dapat diperluas menjadi jaringan generator gelombang persegi sederhana (karena aksi kliping) jika sinyal v i dinaikkan menjadi mungkin puncak 50-V dengan Zeners 10-V seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 2.145 dengan output yang dihasilkan bentuk gelombang.

5. Percobaan[kembali]

a) Prosedur[kembali]

Siapkan komponen rangkaian yang dibutuhkan
Rangkai komponen menjadi sebuah rangkaian
Lakukan simulasi rangkaian pada proteus
Analisis rangkaian yang telah dibuat

b) Rangkaian simulasi [kembali]

Prinsip kerja rangkaian: arus mengalir dari sumber (baterai) senilai 9V kemudian menuju saklar dan melalui hambatan senilai 10 ohm kemudian melalui induktor dan menuju ground. Pada Gambar 2.131a, saklar pada rangkaian RL sederhana telah ditutup, dan arus akan naik ke tingkat yang ditentukan oleh tegangan yang diberikan dan resistor seri R seperti yang ditunjukkan pada plot.

Prinsip kerja rangkaian: arus mengalir dari sumber (baterai) senilai 100V, kemudian menuju saklar dan melalui hambatan senilai 10 ohm kemudian melalui induktor dan kapasitor kemudian menuju ground. gambar 2.131 b arus harus turun ke nol hampir seketika. ingat dari rangkaian dasar, induktor tidak akan mengizinkan perubahan arus seketika melalui kumparan. Terjadi konflik, yang akan membentuk busur listrik pada kontak saklar ketika kumparan mencoba menemukan jalur pelepasan. Ingat juga bahwa tegangan pada induktor berhubungan langsung dengan laju perubahan arus melalui kumparan (v, = L di /dr). Ketika saklar dibuka, ia mencoba untuk mengatur agar arus berubah hampir seketika, menyebabkan tegangan yang sangat tinggi timbul pada kumparan yang kemudian akan muncul pada kontak untuk menghasilkan arus busur api. Seketika ribuan volt akan berkembang di seluruh kontak, , jika tidak segera ditangani, merusak kontak dan saklar. Efeknya disebut sebagai "tendangan induktif".

Prinsip kerja rangkaian: arus mengalir dari sumber (baterai) senilai 12V, kemudian menuju saklar dan melalui hambatan senilai 2 ohm kemudian melewati induktor dan relai menuju ground. Pada Gambar 2.132a rangkaian sederhana di atas mungkin mengendalikan aksi relai. Ketika saklar ditutup, kumparan akan diberi energi, dan tingkat arus yang stabil akan terbentuk. Namun, ketika saklar dibuka untuk mematikan rangkaian, kita menghadapi masalah di atas karena elektromagnet yang mengendalikan aksi relai akan muncul sebagai kumparan ke rangkaian yang memberi energi. Salah satu cara termudah namun paling efektif untuk melindungi sistem switching adalah dengan menempatkan kapasitor (disebut "snubber") melintasi terminal kumparan

Prinsip kerja rangkaian: arus mengalir dari sumber senilai 100V, melalui hambatan 10 ohm melewati induktor dan relai kemudian paralel dengan hambatan 100 ohm dan kapasitor bernilai 1nF kemudian menuju ground. Pada Gambar 2.132b. Ketika saklar dibuka, kapasitor mula-mula akan tampak sebagai arus pendek pada kumparan dan akan menyediakan jalur arus yang akan melewati suplai dan saklar. Kapasitor mempunyai karakteristik pendek (resistansi sangat rendah) karena karakteristik frekuensi tegangan surya yang tinggi, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.131b. Ingat bahwa reaktansi suatu kapasitor ditentukan oleh Xc 1/2rfC,jadi semakin tinggi frekuensinya, semakin kecil resistansinya.

Prinsip kerja rangkaian: arus mengalir dari sumber 12V menuju saklar dan hambatan 10 ohm, kemudian diparalelkan dengan kapasitor 1 nF. Resistor 100 ohm yang dirangkai seri dengan kapasitor dimasukkan semata-mata untuk membatasi lonjakan arus yang akan terjadi bila diperlukan perubahan keadaan. Seringkali,resistor tidak muncul karena resistansi internal kumparan yang dihasilkan oleh banyak lilitan kawat halus. Kadang-kadang, ditemukan kapasitor di saklar seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.132c. Dalam hal ini, korslet kapasitor pada frekuensi tinggi akan membypass kontak dengan sakelar dan memperpanjang umurnya. Ingat bahwa tegangan pada kapasitor tidak dapat berubah secara instan. Oleh karena itu, secara umum, Kapasitor yang paralel dengan elemen induktif atau melintasi sakelar sering kali berfungsi sebagai elemen pelindung, bukan sebagai elemen kapasitif rangkaian pada umumnya.

Prinsip kerja rangkaian: Pada Gambar 2.133, sebuah dioda telah ditempatkan secara paralel dengan elemen induktif darikonfigurasi relai. Ketika saklar dibuka atau sumber tegangan dengan cepat dilepaskan, polaritas tegangan pada kumparan sedemikian rupa sehingga dioda menyala dan mengalir ke arah yang ditunjukkan. Induktor sekarang memiliki jalur konduksi melalui dioda daripada melalui suplai dan saklar, sehingga menghemat keduanya. Karena arus yang mengalir melalui kumparan sekarang harus beralih langsung ke dioda, dioda harus mampu membawa tingkat arus yang sama dengan yang melewati kumparan sebelum saklar dibuka. Laju penurunan arus akan dikontrol oleh resistansi kumparan dan dioda. Hal ini dapat dikurangi dengan menempatkan resistor tambahan secara seri dengan dioda. Keuntungan konfigurasi dioda dibandingkan snubber adalah reaksi dan perilaku dioda tidak bergantung pada frekuensi.

Prinsip kerja rangkaian: Tegangan V BE pada Gambar 2.134a akan menjadi sekitar 0,7V positif. mencegah situasi di mana terminal emitor akan dibuat lebih positif daripada terminaL basis terminal oleh tegangan yang dapat merusak transistor

Prinsip kerja rangkaian:Dioda akan mencegah tegangan bias balik V EB melebihi 0,7 V. Kadang-kadang, Anda juga dapat menemukan dioda yang dihubungkan seri dengan terminal kolektor transistor sebagai ditunjukkan pada Gambar 2.134b. Tindakan transistor normal mengharuskan kolektor menjadi lebih positif dari terminal basis atau emitor untuk membentuk arus kolektor ke arah yang ditunjukkan. Namun, jika muncul situasi dimana terminal emitor atau basis berada pada potensi yang lebih tinggi daripada terminal kolektor, dioda akan mencegah konduksi ke arah yang berlawanan. Oleh karena itu, Dioda sering digunakan untuk mencegah tegangan antara dua titik melebihi 0,7 V atau untuk mencegah konduksi ke arah tertentu.

Prinsip kerja rangkaian: arus mengalir dari sumber sebesar 9V melalui hambatan senilai 10 ohm kemudian melewati dioda dan LED berwarna merah dan hijau yang dirangkai seri. Melalui penggunaan LED dengan warna berbeda, rangkaian sederhana pada Gambar 2.140 dapat digunakan untuk memeriksa polaritas di titik mana pun dalam rangkaian. Ketika polaritasnya seperti yang ditunjukkan untuk penerapan 6 V, terminal atas positif, D, akan menghantarkan listrik bersama adengan LED1, dan lampu hijau akan menyala. D2 dan LED2 akan dibias balik untuk polaritas di atas. Namun, jika polaritas pada masukan dibalik, D2 dan LED2 akan menghantarkan arus, dan lampu merah akan muncul yang menandakan kabel atas sebagai kabel dengan potensial negatif. Tampaknya rangkaian akan bekerja tanpa dioda D, dan D2. Namun, secara umum, LED tidak menyukai bias terbalik karena sensitivitas yang tertanam selama proses doping. Dioda D, dan D,menawarkan kondisi rangkaian terbuka seri yang memberikan perlindungan pada LED. Dalam keadaan bias maju, dioda tambahan D, dan D2 mengurangi tegangan pada LED ke tingkat pengoperasian yang lebih umum.

Prinsip kerja rangkaian: Pada Gambar 2.142. rangkaian tersebut, arus mengalir dari sumber (baterai) senilai 12V melewati hambatan senilai 50 ohm kemudian melalui penggunaan dua dioda dan satu dioda Zener, yang menyediakan tiga level tegangan berbeda.

Prinsip kerja rangkaian: arus mengalir dari sumber (baterai) senilai 9V melewati 2 buah resistor dangan nilai yang berbeda. Dengan menggunakan aturan pembagi tegangan, kita dapat dengan mudah menentukan bahwa resistor seri harus 470 ((nilai yang tersedia secara komersial) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.143b.

Prinsip kerja rangkaian: Sensitivitas terhadap resistansi beban ini dapat dihilangkan dengan menghubungkan empat dioda secara seri dengan beban seperti ditunjukkan pada Gambar 2.143c.

Prinsip kerja rangkaian: Dua Zener yang saling membelakangi juga dapat digunakan sebagai pengatur ac seperti ditunjukkan pada Gambar 2.144a.

Prinsip kerja rangkaian: Untuk sinyal sinusoidal v; rangkaian akan muncul seperti ditunjukkan pada Gambar 2.144b pada saat v; = 10 V. Wilayah operasi setiap dioda ditunjukkan pada gambar di samping. Perhatikan bahwa Z berada di wilayah impedansi rendah, sedangkan impedansi Z cukup besar, sesuai dengan representasi rangkaian terbuka.

LUTHFIANI AFIFAH

2.13 Practical Application

No comments:

Post a Comment

Report Abuse