Fig. 15.4 & Fig. 15.5

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

1. Pendahuluan [Kembali]

Dalam sistem elektronika, banyak perangkat memerlukan tegangan DC yang stabil untuk dapat beroperasi dengan baik. Namun, sumber daya listrik utama umumnya tersedia dalam bentuk arus bolak-balik (AC). Oleh karena itu, dibutuhkan suatu proses konversi dari AC ke DC, yang dilakukan melalui penyearah (rectifier), dan selanjutnya dilakukan penyaringan (filtering) untuk menghaluskan tegangan DC yang masih berdenyut (ripple). Salah satu komponen paling dasar dan penting dalam proses penyaringan ini adalah kapasitor (capacitor), yang berfungsi sebagai capacitor filter. Kapasitor ini menyerap fluktuasi tegangan dan mengurangi ripple, sehingga menghasilkan output DC yang lebih bersih dan stabil.

2. Tujuan [Kembali]

Menjelaskan prinsip kerja kapasitor sebagai komponen penyaring tegangan DC.
Menganalisis pengaruh nilai kapasitor terhadap hasil penyaringan (filtering).
Mengamati bentuk gelombang output dari penyearah dengan dan tanpa kapasitor filter.
Menunjukkan peran kapasitor dalam mengurangi ripple pada tegangan output.

3. Alat dan Bahan [Kembali]

1. Resistor

Resistor adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penghambat arus

2. Kapasitor

Kapasitor atau kondensator ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867) pada hakikatnya adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs.

Dengan rumus dapat ditulis:

Q=CV

Dengan asumsi:

Q = muatan elektron dalam C (Coulomb)

C = nilai kapasitansi dalam F (Farad)

V = tinggi tegangan dalam V (volt)

3. Transformator

Transformator adalah komponen elektromagnetik yang digunakan untuk mengubah tingkat tegangan listrik AC (arus bolak-balik) dari satu nilai ke nilai lainnya melalui prinsip induksi elektromagnetik. Transformator terdiri dari dua kumparan kawat, yaitu kumparan primer dan kumparan sekunder, yang dililitkan pada inti besi yang sama. Ketika arus AC mengalir melalui kumparan primer, medan magnet yang berubah-ubah terbentuk di inti, dan medan ini kemudian menginduksi tegangan pada kumparan sekunder. Besarnya tegangan output tergantung pada rasio jumlah lilitan antara kedua kumparan

4. Dioda

Dioda adalah komponen semikonduktor dua terminal yang berfungsi utama sebagai penyearah arus, yaitu hanya mengalirkan arus listrik dalam satu arah saja. Dioda terdiri dari sambungan dua jenis material semikonduktor, yaitu tipe P (positif) dan tipe N (negatif), yang membentuk sebuah junction PN. Terminal pada dioda disebut anoda (pada sisi P) dan katoda (pada sisi N). Ketika anoda diberi tegangan positif terhadap katoda (forward bias), dioda akan menghantar arus listrik. Sebaliknya, jika polaritas dibalik (reverse bias), dioda akan menahan arus, kecuali jika tegangan mencapai titik tembus (breakdown).

5. Power Supply

Power supply atau catu daya adalah rangkaian atau perangkat yang berfungsi untuk menyediakan energi listrik dengan tegangan dan arus yang sesuai bagi perangkat elektronik lainnya. Dalam aplikasi praktis, power supply sangat penting karena menentukan kinerja dan keandalan sistem elektronik secara keseluruhan. Kesalahan dalam perancangan atau pemilihan komponen power supply dapat menyebabkan kerusakan pada komponen lain atau ketidakstabilan sistem.

4. Dasar Teori [Kembali]

Capacitor filter adalah rangkaian yang menggunakan satu atau lebih kapasitor untuk menyaring (filter) tegangan DC hasil penyearahan dari sumber AC. Dalam rangkaian penyearah gelombang penuh atau setengah gelombang, tegangan output tidak murni DC melainkan memiliki riak (ripple), yaitu fluktuasi periodik akibat sifat siklik dari penyearahan. Kapasitor bekerja dengan prinsip menyimpan muatan saat tegangan naik dan melepaskan muatan saat tegangan turun, sehingga mengisi celah antar gelombang dan memperhalus bentuk gelombang output.

Prinsip Kerja:

Saat output dari penyearah meningkat, kapasitor mengisi muatan (charging).
Saat tegangan mulai turun, kapasitor mulai melepaskan muatannya (discharging) ke beban, sehingga tegangan tidak langsung jatuh ke nol.
Hal ini menyebabkan tegangan output menjadi lebih rata atau mendekati DC.

Faktor yang Mempengaruhi Efektivitas Filter:

Nilai Kapasitor (C): Semakin besar nilai kapasitor, semakin kecil riak tegangan yang dihasilkan.
Resistansi Beban (R): Riak akan lebih besar jika beban memiliki resistansi kecil.
Frekuensi Penyearah: Penyearah gelombang penuh menghasilkan riak dengan frekuensi dua kali lipat dari penyearah setengah gelombang, sehingga lebih mudah disaring.