Penerus

Penerus Penerus ialah satu litar yang menggunakan satu diod atau lebih dari satu diod untuk menukar voltan a.u. ke voltan a.t. berdenyut. Penerus yang akan dibincangkan ialah : penerus gelombang separuh  penerus gelombang penuh  penerus tetimbang. Di dalam litar penerus, komponen utama yang digunakan ialah diod. Sebelum menganalisi litar penerus, fungsi diod hendaklah difahami : Diod Binaan dan Simbol Skematik Diod i. Diod ialah komponen elektronik dua pin yang terdiri dari anod dan katod. ii. Anod adalah bahan jenis P dan katod bahan jenis N. iii. Arah anak panah (anod) pada simbol diod menunjukkan arah arus konvensional. Komponen ini hanya membenarkan satu arah sahaja dan hanya berfungsi apabila dipincang hadapan sahaja. iv. Pincang hadapan bermaksud kaki anod lebih positif daripada kaki katod. v. Rajah 3.1 menunjukkan struktur binaan dan simbol skematik diod.

Anod N P Katod

Arah arus konvensional

Rajah 3.1 Struktur Binaan dan Simbol Skematik Diod

Konsep Diod Unggul i.

Semasa diod beroperasi, ciri-ciri dalam diod akan menyulitkan kerja-kerja menganalisa litarlitar elektronik. Ciri-ciri tersebut ialah :a. Voltan Sawar b. Arus Depan c. Arus Songsang ( arus bocor )

ii. Dalam konsep diod unggul, diod dianggap tidak mempunyai voltan sawar, tiada arus bocor, tiada kerintangan depan ( rd )dan tiada takat pecah tebat. iii. Rajah 3.4 menunjukkan lengkuk cirian diod menjadi unggul apabila beberapa perkara diabaikan.

Id

Id

Id

Vd

Vd

normal

abaikan voltan sawar

abaikan rd

Vs

Vs

normal

Vd

Is

Vs

abaikan arus bocor

Is

abaikan voltan pecah tebat

Rajah 3.4 : Lengkuk cirian I-V apabila diod diunggulkan Tips Operasi diod dapat diandaikan diod beroperasi sebagai sebuah suis

Is

Penerus gelombang separuh satu fasa

Rajah 3: litar penerus gelombang separuh satu fasa dan gelombang masukan dan keluaran Kendalan Litar

Semasa kitar positif isyarat masukan, diod D pincang depan. D bertindak sebagai suis tertutup maka arus boleh melaluinya. Kejatuhan voltan pada RL adalah sama dengan magnitud kitar positif isyarat masukan jika kita abaikan kejatuhan voltan pada diod. Semasa kitar negatif isyarat masukan, diod D pincang songsang. D bertindak sebagai suis terbuka maka arus tidak boleh melaluinya. Kejatuhan voltan pada RL semasa kitar negatif ialah kosong. Bila kita sambung osiloskop melintangi RL kita akan dapati bentuk gelombang keluaran sama seperti rajah di bawah.

Voltan Keluaran

Voltan keluaran bagi litar penerus gelombang separuh terhasil semasa kitar positif sahaja. Oleh kerana arus melalui diod dan kejatuhan voltan pada diod ialah 0.7V ( anggap diod silikon ), voltan keluaran ialah :-

Vk = Vm - 0.7V Voltan Purata V=12π0πVmsinθdθ V=Vm2π-cosθ0π V=Vm2π-cosθ+cosθ V=Vm2π--1+1 V=Vm2π Voltan Purata Kuasa Dua Vppgd2=12π0πVm2sin2θdθ Vppgd2=Vm22π0π121-cos2θdθ Vppgd2=Vm24πθ-sin2θ20π Vppgd2=Vm24ππ-sin2π2-0-sin02 Vppgd2=Vm24ππ Vppgd2=Vm2 Frekuensi Frekuensi isyarat keluaran adalah sama dengan frekuensi masukan.

t

Vk

V Vm M NG

Penerus gelombang penuh dua fasa

GL21 B A C N M D R

Litar dan gelombang masukan serta keluaran penerus gelombang penuh dua fasa Kendalan Litar Bila voltan a.u. diberikan pada litar, hujung M dan N pada sekunder transformer akan menjadi positif dan negatif secara bergilir-gilir. Bila voltan masukan kitar positif dimasukkan, terminal M menjadi positif, G menjadi keupayaan kosong (bumi) dan N menjadi negatif. Diod D1 menjadi pincang depan manakala diod D2 menjadi pincang songsang. Arus akan mengalir sepanjang M, D1, C, A, B, G. Satu gelombang kitar positif akan terhasil pada beban RL. Bila voltan masukan kitar negatif dimasukkan, terminal M menjadi negatif, G menjadi keupayaan kosong (bumi) dan N menjadi positif. Diod D2 menjadi pincang depan manakala diod D1 menjadi pincang songsang. Arus akan mengalir sepanjang N, D2, C, A, B, G. Oleh kerana arah arus yang mengalir melalui beban RL adalah sama dengan arah arus yang mengalir melalui beban RL semasa kitar positif, kita akan dapat bentuk gelombang yang sama juga.

Bila kita sambung osiloskop melintangi RL kita akan dapati bentuk gelombang keluaran sama seperti rajah 5.4.2. Voltan Keluaran Voltan keluaran bagi litar penerus gelombang penuh terhasil pada kedua-dua kitar. Oleh kerana pada satu kitar arus melalui satu diod dan kejatuhan voltan pada diod ialah 0.7V ( anggap diod silikon ), voltan keluaran ialah :-

Vk = VM-G - 0.7V Frekuensi

Frekuensi isyarat keluaran adalah dua kali frekuensi masukan.

Penerus gelombang penuh satu fasa tetimbang

DL1 F E C B A N M R D4 D3 D2

Litar dan gelombang masukan serta keluaran penerus gelombang penuh satu fasa tetimbang

Kendalian litar Bila voltan a.u. diberikan pada litar, hujung M dan N pada sekunder transformer akan menjadi positif dan negatif secara bergilir-gilir. Bila voltan masukan kitar positif dimasukkan, terminal M menjadi positif dan N menjadi negatif. Diod D1 dan D3 menjadi pincang depan manakala diod D2 dan D4 menjadi pincang songsang. Arus akan mengalir sepanjang M, E, A, B, C, F N. Satu gelombang kitar positif akan terhasil pada beban RL.

Bila voltan masukan kitar negatif dimasukkan, terminal M menjadi negatif dan N menjadi positif. Diod D2 dan D4 menjadi pincang depan manakala diod D1 dan D3 menjadi pincang songsang. Arus akan mengalir sepanjang N, F, A, B, C, E, M. Oleh kerana arah arus yang mengalir melalui beban RL adalah sama dengan arah arus yang mengalir melalui beban RL semasa kitar positif, kita akan dapat bentuk gelombang yang sama juga.

Bila kita sambung osiloskop melintangi RL kita akan dapati bentuk gelombang keluaran sama seperti rajah 5.4.3.

Voltan Keluaran

Voltan keluaran bagi litar penerus gelombang penuh tetimbang terhasil pada kedua-dua kitar. Oleh kerana pada satu kitar arus melalui dua diod dan kejatuhan voltan pada diod ialah 1.4V ( anggap diod silikon ), voltan keluaran ialah :-

Vk = VM-N - 1.4V Voltan purata

V=12π0πVmsinθdθ-π2πVmsinθdθ V=2Vm2π0πsinθdθ V=Vmπ-cosθ0π V=Vmπ-cosπ+cos0 V=2Vmπ Voltan punca purata ganda dua

Vppgd2=2Vm22π0πsin2θdθ Vppgd2=Vm2π0π121-cos2θdθ Vppgd2=Vm22πθ-sin2θ20π Vppgd2=Vm22ππ-sin2π2-0-sin02 Vppgd2=Vm22ππ Vppgd=Vm2

Frekuensi

Frekuensi isyarat keluaran adalah dua kali frekuensi masukan. Litar penerus separuh gelombang tiga fasa

Graf litar penerus separuh gel 3 fasa

KENDALIAN LITAR Bagi menerangkan kendalian penerus ini, kita perle mempertimbangkan tiga titik X,Y, dan Z. dari graf diketahui bahawa V1 mendahului V2, V2 mendahului V3 dan V3 mendahului V1 masing – masing sebanyak 120 darjah. Selepas titik X V1 mendahulu V2, maka D1 pincang hadapan manakala D2 dan D3 pincang belakang, oleh itu arus akan mengalir dari V1,D1, R kembali ke neutral. Apabila sampai ke titik Y V1=V2 pada ketika ini pertukaran aliran diod akan berlaku Selepas titik Y V2 akan mengambil alih V2 untuk mendahului v3 d2 pincang hadapan manakala V1 dan V3 pincang belakang, oleh itu arus akan mengalir dari V2D2R dan kembali ke neutral. Apabila V2 sampai ke titik Z, V2 = V3 pada ketika ini, pertukaran aliran akan berlaku di antara D2 dan D3. Selepas titik Z, V3 mendahului V1 maka D3 pincang hadapan manakala D1 dan D2 pincang belakang oleh itu arus akan mengalir dari V3, D3,R dan kembali ke neutral. Proses ini akan berlaku berulang – ulang sehingga litar di matikan.

Graf gelombang voltan keluaran. Voltan purata:

V=3Vm2π3001500sinθdθ V=3Vm2π-cosθ3001500 V=3Vm2π-cosθ3001500 V=3Vm2π-cosθ3001500 V=3Vm2π-cos1500+cos300 V=33Vm2π Voltan punca kuasa dua

Vppgd2=3Vm22π3001500sin2θdθ Vppgd2=3Vm22π3001500121-cos2θdθ Vppgd2=3Vm24πθ-sin2θ23001500 Vppgd=3Vm24π2π4π+32 Vppgd=Vm23π2π4π+32 Penerus gelombang penuh 3 fasa

Voltan purata

V=6Vm2π6001200sinθdθ V=6Vm2π-cosθ6001200 V=3Vmπ-cos120+cos606001200 V=3Vmπ

Voltan punca kuasa dua