Analisis Rangkaian Listrik Jilid-1 - Ee-cafe.org

Rangkaian Pemroses Sinyal
Filter Kapasitor. Dengan menambahkan kapasitor paralel dengan
beban R pada rangkaian penyearah setengah gelombang, maka riak
tegangan akan sangat ditekan. Sebagaimana kita ketahui, kapasitor
dapat menyimpan energi. Pada saat tegangan sumber naik, kapasitor
akan terisi sampai mencapai tegangan maksimum. Pada saat
tegangan sumber menurun, kapasitor akan melepaskan energi yang
disimpannnya melalui beban (karena pada saat ini dioda tidak
konduksi). Dengan demikian beban akan tetap memperoleh aliran
energi walaupun dioda tidak konduksi. Selanjutnya bila dioda
konduksi lagi, kapasitor akan terisi dan energi yang tersimpan ini
akan dilepaskan lagi pada waktu dioda tidak konduksi; dan
demikian seterusnya. Filter semacam ini tentu saja dapat pula
digunakan pada penyearah gelombang penuh.
Gb.11.4. memperlihatkan rangkaian
penyearah setengah gelombang
dengan filter kapasitor. Jika
v = Vm sin ωt
, bagaimanakah
bentuk tegangan keluaran pada
beban R ?
Gb.11.4. Filter kapasitor.
Pada waktu dioda konduksi,
kapasitor terisi sampai tegangan maksimum. Pada waktu v menurun
tegangan sumber menjadi lebih kecil dari tegangan kapasitor dan
dioda tidak konduksi, v C = v R . Kapasitor melepaskan muatannya
melalui R dan selama pelepasan muatan ini, kita mempunyai loop
tertutup RC seri. Untuk loop ini berlaku
dvC
dvC
v R = vC
= RiR
= R( −iC
) = −RC
→ RC + vC
= 0
dt dt
Persamaan diferensial ini memberikan
dv C 1 1
−(1/
RC)
t
= − dt → lnvC
= − t + K ⇒ vC
= K1e
vC
RC
RC
Nilai K 1 ditentukan oleh nilai awal tegangan kapasitor yaitu pada
saat ia mulai melepaskan energinya yang hampir sama besar dengan
tegangan maksimum yang dicapai sesaat sebelum dioda berhenti
−(1/ RC)
t
konduksi, yaitu V m . Jadi vC
= Vme
. Dioda akan kembali
konduksi manakala v > v C . Maka tegangan pada R adalah
pada waktu dioda konduksi: v
pada waktu dioda tak konduksi: v
sin ωt
204 Sudaryatno Sudirham, Analsis Rangkaian Listrik (1)
R
v
= v
R
C
= v
= V
C
i D
+ v D −
+
v R
−
V
m
−( 1/ RC)
t
Vme
=
V