Empat Pilar – Pengertian Rectifier (Penyearah Gelombang) : Cara Kerja dan Jenisnya. Memahami lebih dalam tentang pengertian Rectifier (penyearah gelombang) dan mengapa hal itu penting dalam elektronik modern.
Mengenal dunia elektronik bisa menjadi perjalanan yang mengesankan. Salah satu konsep yang cukup esensial dalam dunia ini adalah Rectifier atau Penyearah Gelombang.
Ini bisa menjadi topik yang cukup rumit, tapi jangan khawatir! Kami akan membawa Anda melalui perjalanan yang mendalam dan menarik untuk memahami Pengertian Rectifier (Penyearah Gelombang).
Kita mulai dari dasar: apa itu Rectifier? Rectifier, atau penyearah gelombang dalam Bahasa Indonesia, adalah komponen elektronik yang mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC).
Dalam dunia elektronik, Rectifier memainkan peran vital. Mereka adalah komponen penting dalam banyak aplikasi, termasuk pengisian baterai, catu daya DC, dan masih banyak lagi.
Pengertian Rectifier (Penyearah Gelombang)
Penyearah atau rectifier, dalam bahasa Indonesia, adalah bagian dari rangkaian catu daya atau power supply yang berfungsi untuk mengubah sinyal AC (Alternating Current) menjadi sinyal DC (Direct Current).
Rangkaian rectifier ini umumnya menggunakan dioda sebagai komponen utamanya. Dioda dipilih karena memiliki karakteristik yang hanya membiarkan arus listrik mengalir ke satu arah dan menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.
Jika sebuah dioda dialiri arus bolak-balik (AC), maka dioda tersebut hanya akan membiarkan setengah gelombang melewati, sementara setengah gelombang lainnya diblokir. Untuk lebih jelasnya, silakan lihat gambar di bawah ini :
Cara Kerja Rectifier (Dioda Penyearah)
Setelah memahami Pengertian Rectifier (Penyearah Gelombang), selanjutnya prinsip kerja rectifier (dioda penyearah) didasarkan pada sifat unidireksional atau satu arah dari dioda. Ketika dioda terhubung dalam rangkaian, arus hanya dapat mengalir melalui dioda dalam satu arah tertentu.
Ketika dioda penyearah digunakan dalam rangkaian catu daya atau power supply, dioda tersebut dapat mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC).
Pada prinsipnya, dioda akan membiarkan aliran arus listrik hanya pada setengah gelombang dari sinyal AC, sedangkan setengah gelombang lainnya akan diblokir.
Proses penyearahan ini sangat berguna ketika kita memerlukan tegangan DC dari sumber tegangan AC, seperti pada sistem listrik rumah tangga.
Misalnya, sumber listrik yang kita terima dari PLN memiliki tegangan AC sebesar 220V. Dalam perangkat elektronik seperti televisi, DVD player, radio, charger handphone, dan banyak lainnya, dioda penyearah digunakan untuk mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC yang diperlukan oleh komponen-komponen tersebut.
Pada saat arus AC mengalir melalui dioda penyearah, dioda hanya akan membiarkan setengah gelombang positif atau setengah gelombang negatif, tergantung pada jenis penyearah yang digunakan (setengah gelombang atau gelombang penuh).
Dioda akan menghambat arus pada setengah gelombang yang tidak diizinkan, sehingga hanya sinyal DC yang tersisa.
Jenis-Jenis Rectifier (Penyearah Gelombang)
Masih dalam pembahasan Pengertian Rectifier (Penyearah Gelombang), Nah pada dasarnya Rectifier atau Penyearah Gelombang dibagi menjadi dua jenis yaitu Half Wave Rectifier (Penyearah Setengah Gelombang) dan Full Wave Rectifier (Penyearah Gelombang Penuh).
1. Half Wave Rectifier (Penyearah Setengah Gelombang)
Penyearah setengah gelombang, juga dikenal sebagai setengah gelombang penyearah, adalah jenis penyearah yang paling sederhana karena hanya menggunakan satu dioda untuk menghalangi sisi negatif dari gelombang AC dari sumber daya listrik dan mengizinkan sisi positifnya lewat.
Secara prinsip, arus AC terdiri dari dua sisi gelombang, yaitu sisi positif dan sisi negatif yang bergantian.
Ketika sisi positif gelombang arus AC masuk ke dioda, dioda akan diteruskan (maju) karena berada dalam kondisi bias maju (forward bias), sehingga arus positif dapat lewat.
Namun, ketika sisi negatif gelombang arus AC masuk, dioda akan berada dalam kondisi bias terbalik (reverse bias), sehingga menghalangi sinyal negatif tersebut.
2. Full Wave Rectifier (Penyearah Gelombang Penuh)
Ada 2 metode untuk membentuk penyearah gelombang penuh, juga dikenal sebagai penyearah gelombang lengkap.
Kedua metode ini tetap menggunakan dioda sebagai penyearah, tetapi dengan jumlah dioda yang berbeda, yaitu menggunakan 2 dioda dan 4 dioda.
Penyearah gelombang penuh dengan 2 dioda membutuhkan transformator CT (pusat tengah), sedangkan penyearah 4 dioda tidak memerlukan transformator CT. Penyearah 4 dioda sering disebut juga sebagai jembatan penyearah gelombang penuh.
a. Penyearah Gelombang Penuh 2 Dioda
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, penyearah gelombang penuh dengan 2 dioda memerlukan transformator khusus yang disebut transformator CT (Centre Tapped).
Transformator CT menghasilkan output tegangan dengan perbedaan fasa 180° melalui kedua terminal output sekundernya. Perbedaan fasa 180° tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini:
Ketika output transformator CT pada terminal pertama memberikan sinyal positif ke D1, maka terminal kedua pada transformator CT akan memberikan sinyal negatif (-) yang berbeda fasa 180° dengan terminal pertama.
D1 yang menerima sinyal positif (+) akan berada dalam kondisi bias maju (forward bias) dan membiarkan sisi sinyal positif (+) tersebut lewat, sementara D2 yang menerima sinyal negatif (-) akan berada dalam kondisi bias terbalik (reverse bias) sehingga menghambat sisi sinyal negatifnya.
Sebaliknya, ketika gelombang AC pada terminal pertama berubah menjadi sinyal negatif, maka D1 akan berada dalam kondisi bias terbalik dan menghambatnya.
Terminal kedua yang berbeda fasa 180° akan berubah menjadi sinyal positif, sehingga D2 berubah menjadi kondisi bias maju yang membiarkan sisi sinyal positif tersebut lewat.
b. Penyearah Gelombang Penuh 4 Dioda (Bridge Rectifier)
Penyearah gelombang penuh yang menggunakan 4 dioda adalah jenis penyearah yang paling umum digunakan dalam rangkaian sumber daya (power supply), karena memberikan kinerja yang lebih baik daripada jenis penyearah lainnya.
Penyearah gelombang penuh dengan 4 dioda ini juga sering disebut sebagai penyearah jembatan atau bridge rectifier.
Berdasarkan gambar di atas, jika transformator menghasilkan output dengan sisi sinyal positif (+), maka D1 dan D2 akan berada dalam kondisi bias maju (forward bias), sehingga melewatkan sinyal positif tersebut, sementara D3 dan D4 akan menghambat sinyal sisi negatifnya.
Kemudian, ketika output transformator berubah menjadi sisi sinyal negatif (-), maka D3 dan D4 akan berada dalam kondisi bias maju, sehingga melewatkan sinyal sisi positif (+) tersebut, sedangkan D1 dan D2 akan menghambat sinyal negatifnya.
3. Penyearah Gelombang yang dilengkapi dengan Kapasitor
Tegangan yang dihasilkan oleh penyearah belum benar-benar stabil seperti tegangan DC pada umumnya.
Hal ini disebabkan oleh adanya ripple atau variasi kecil dalam tegangan output yang terjadi selama proses penyearahan gelombang AC.
Untuk mengatasi hal ini, diperlukan penggunaan kapasitor sebagai filter atau penyaring untuk menekan ripple tersebut.
Kapasitor yang umum digunakan dalam rangkaian ini adalah kapasitor jenis ELCO (Electrolyte Capacitor).
Kapasitor ini memiliki karakteristik yang cocok untuk digunakan dalam aplikasi penyearah gelombang penuh.
Fungsinya adalah untuk menyimpan muatan listrik dan menghaluskan tegangan output dengan menyerap variasi kecil yang terjadi.
Dengan adanya kapasitor, ripple pada tegangan output dapat ditekan sehingga tegangan yang dihasilkan menjadi lebih stabil dan mendekati tegangan DC yang diinginkan.
Rangkaian Rectifier
Dalam contoh rangkaian di atas, dapat diamati bahwa pada paruh pertama siklus AC, D2 dan D4 beroperasi dalam kondisi bias maju (forward bias).
Dioda D2 memiliki tegangan positif (+) di anodanya, sedangkan dioda D4 memiliki tegangan negatif (-) di katodanya. Oleh karena itu, kedua dioda ini bekerja bersama-sama untuk melewatkan paruh pertama sinyal.
Pada paruh kedua siklus AC, D1 dan D3 juga beroperasi dalam kondisi bias maju (forward bias). Tegangan positif (+) terdapat di anoda D1, sementara tegangan negatif (-) terdapat di katoda D3.
Pada banyak arus listrik rumah tangga, tegangan umumnya berayun dari positif ke negatif dalam siklus yang berulang sebanyak 60 kali per detik.
Dengan menempatkan dioda dalam rangkaian seri dengan tegangan arus bolak-balik, sisi negatif dari siklus tegangan dapat dihilangkan, sehingga hanya tegangan listrik positif yang diperoleh.
Rangkaian Rectifier Menggunakan Filter Kapasitor
Bentuk sinyal pada output penyearah gelombang penuh jembatan akan sama dengan penyearah gelombang penuh 2 dioda.
Namun, perlu diperhatikan bahwa output masih mengandung tegangan ripple yang disebabkan oleh adanya gelombang AC yang memiliki bentuk sinus pada bagian puncak positif. Dalam bentuk gelombang DC murni, tegangan seharusnya berbentuk garis lurus.
Untuk mengurangi tegangan ripple yang disebabkan oleh keberadaan arus AC, diperlukan penggunaan filter kapasitor elektrolit (Elko) untuk menyaring dan menekan tegangan ripple agar output DC yang dihasilkan semakin baik.
Perhatikan gambar di atas, yang menunjukkan perbedaan bentuk gelombang sebelum dan setelah menggunakan filter kapasitor.
Setelah menggunakan filter kapasitor, bentuk gelombang menjadi lebih rata, namun masih terdapat tegangan ripple dan belum mencapai bentuk yang benar-benar lurus seperti tegangan DC murni dari baterai.
Semakin besar nilai kapasitor, tegangan ripple akan semakin berkurang. Namun, agar rangkaian sumber daya (power supply) berfungsi secara optimal dan bebas dari dengung, diperlukan rangkaian tambahan seperti regulator tegangan yang akan menyaring tegangan DC agar semakin bersih.
Penutup
Sebagai penutup, kita telah membahas secara mendalam tentang Pengertian Rectifier (Penyearah Gelombang).
Mulai dari pengertiannya, cara kerja, hingga berbagai jenisnya. Penyearah gelombang berfungsi untuk merubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC), sehingga menjadi penting dalam berbagai aplikasi elektronik.
Pengetahuan tentang rectifier bukan hanya membantu kita memahami dunia elektronik, tapi juga bisa menjadi fondasi bagi inovasi dan pengembangan teknologi baru.
Akhir kata, semoga artikel dari empatpilar.com mengenai Pengertian Rectifier (Penyearah Gelombang) ini, bisa menambah pengetahuan dan pemahaman kita semua tentang dunia elektronik, khususnya mengenai rectifier. Kata Pencarian Terpopulerhttps://www empatpilar com/pengertian-rectifier-penyearah-gelombang/
