Penyearah Tegangan secara Sederhana

 Ada dua jenis sumber arus listrik, arus listrik searah (Direct Current Atau biasa disebut DC) dan arus listrik bolak - balik (Alternating Current atau biasa disebut AC). Mereka memiliki kelebihan dan kekurangannya masing - masing, karena kelebihan arus bolak balik membuat pembangkit listrik sekarang lebih memilihnya. Salah satu kelebihan dari arus bolak - balik adalah dapat menempuh jarak yang jauh tanpa mengalami rugi - rugi yang besar. Namun kebanyakan perangkat elektronik yang sekarang masih menggunakan sumber arus listrik yang searah, oleh sebab itu kalau misalkan memiliki alat elektronik yang nyalainnya pake adaptor (colokan listriknya) berarti alat tersebut menggunakan sumber arus searah, seperti handphone misalnya.



Lalu bagaimana sebenarnya merubah tegangan AC menjadi DC?

Memang banyak komponen di dalam adaptor untuk menghasilkan berbagai macam bentuk keluaran yang diinginkan, tetapi untuk merubah tegangan AC menjadi DC dibutuhkan penyearah tegangan. Pada dasarnya penyearah tegangan dibagi menjadi dua yaitu penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh.

1. Penyearah Setengah Gelombang

Gambar Penyearah Tegangan Sederhana

Pada gambar terlihat adanya komponen dioda dan resistor. Dioda berfungsi sebagai penyearah tegangan, dia akan menjadi rangkaian tertutup jika tegangan di anoda lebih besar daripada tegangan di katoda (ujung tanda panah menghadap ke kanan yang ada garisnya nutup) lalu akan menjadi rangkaian terbuka jika tegangan di katoda lebih besar dari tegangan di anoda. Resistor berfungsi untuk melihat tegangan yang dihasilkan dari rangkaian penyearah ini.

 Gambar Siklus Positif

Ketika siklus dari tegangan input positif, tegangan di anoda lebih besar dari tegangan di katoda sebesar Vm sehingga rangkaian menjadi tertutup dan arus mengalir menuju resistor.

Gambar Situs Negatif

Sebaliknya ketika siklus dari tegangan input negatif, tegangan di katoda lebih besar dari tegangan di anoda sebesar Vm (tegangan anoda -Vm) sehingga rangkaian menjadi rangkaian terbuka dan arus tidak dapat mengalir menuju resistor sehingga tegangan Vo adalah nol.

Gambar Sinyal Input dan Output

Sehingga tegangan yang dihasilkan dijelaskan pada gambar diatas, tidak ada tegangan negatif karena pada saat itu rangkaian menjadi terbuka.

2. Penyearah Gelombang Penuh

Bagaimana jika tegangan negatif dari penyearah setengah gelombang diarahkan sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan tegangan juga? kan sayang tuh tegangannya.

Gambar Penyearah Gelombang Penuh

Sama seperti penyearah setengah gelombang, rangkaian ini menggunakan dioda sebagai penyearahnya namun menggunakan empat buah dioda untuk mengarahkan setiap siklus positif dan negatifnya.

Gambar Siklus Positif

Ketika tegangan sedang berada di siklus positif, rangkaian akan menjadi seperti gambar diatas, dioda D2 dan D3 akan menjadi rangkaian terbuka karena tegangan Anodanya kurang dari tegangan Katodanya, sehingga arus akan sampai kepada resistor dan menyentuh tanda positif.

Ketika pada siklus negatif, rangkaian berubah menjadi gambar diatas. Apa yang terjadi? Arus akan mengalir sesuai arahnya dan akan menuju tanda positif lagi pada resisitor tidak berubah polaritasnya sehingga pada siklus negatif tegangan Vout yang didapatkan adalah hasil positifnya.

Gambar Bentuk Sinyal Keluaran

Bentuk sinyal keluaran yang dikeluarkan seperti gambar diatas. Sebenarnya tegangan positif dan negatif besarnya sama, hanya berbeda polaritas saja. Rasa getar yang dihasilkan sama.

Secara teknis tegangan diatas bukan lagi tegangan AC, tetapi apakah ini tegangan yang kita pakai pada adaptor perangkat elektronik kita? berbentuk sinusidal seperti tegangan AC? yah walaupun tegangan itu tidak berganti siklus seperti tegangan AC tetapi masih berbentuk gelombang seperti tegangan AC. Memang secara teknis sudah tidak jadi AC lagi, tapi belum jadi tegangan DC seperti yang diharapkan, garik lurus.

Jadi apa yang kita lakukan untuk dapat membuatnya menjadi lurus? kita dapat menambahkan kapasitor pada rangkaiannya :D

Kapasitor dipasang secara paralel terhadap beban karena pada saat kapasitor sudah penuh rangkaian kapasitor seperti rangkaian terbuka, hal itu disebabkan beda potensial pada kedua pelat tidak ada. Arus mengalir karena adanya beda potensial. Selain itu juga tegangan jika diparalel bernilai sama, makanya dipasang paralel.

Ketika rangkaian penyearah diberi kapasitor, bentuk sinyal keluarannya ada pada gambar diatas.
Ceritanya begini, ketika kapasitor sedang diisi penuh, kapasitor berperan sebagai beban disini. Ketika tegangannya sudah mencapai Vin, kapasitor menjadi rangkaian terbuka dan Vout akan sama dengan Vin.
Setelah Vin berubah turun tegangannya menuju siklus negatif kapasitor berubah menjadi sumber listrik dari tegangan yang diisi sebelumnya, Tegangan pada kapasitor akan turun terus hingga tegangan pada Vin berubah lagi lebih tinggi daripada tegangan kapasitor sehingga nantinya kapasitor akan berubah menjadi beban lagi. Tetapi ketika kapasitor menjadi sumber listrik, tegangannya lebih besar dari Vin sehingga tegangan Vout akan menggunakan tegangan pada kapasitor.