praktikum 03 penyearah

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA

PERCOBAAN 03

PENYEARAH

Disusun oleh :

Kelompok : 1

Nama : Achmad Mushoffa 3.31.11.0.01

Agus Bekti Rohmadi 3.31.11.0.02

Alex Samona 3.31.11.0.03

Angger Eka Samekta 3.31.11.0.04

Kelas : LT2A

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

2012

1. Tujuan Percobaan

Setelah melakukan percobaan mahasiswa dapat :

1. Merangkai Penyearah Setengah Gelombang dan Gelombang Penuh

2. Menghitung dan menggambar sinyal keluaran

3. Menjelaskan pengaruh beban dan tapis

2. Teori dasar

Penggunaan dioda yang paling umum adalah sebagai penyearah. Penyearah aalah

suatu rangkaian yang berfungsi untuk mengubah tegangan AC menjadi Tegangan DC.

Penyearah dengan dioda mengikuti sifat dioda yang akan menghantar saat dibias maju dan

tidak konduksi saat dibias mundur.

Ada dua jenis rangkaian penyearah dengan menggunakan dioda yaitu Penyearah

Setengah Gelombang dan Penyearah gelombang penuh.

Pada penyearah setengah gelombang periode positif dioda akan mendapat bias maju

sedangkan pada setengah periode negatif akan mendapat bias mundur, Hal ini akan

menyebabkan tegangan beban RL merupakan sinyal setengah gelombang.

Gambar 4.1 Penyearah Setengah Gelombang

Tegangan keluaran Hasil Penyearah setengah gelombang penuh VDC = Vm/.

Antara sinyal masukan dan sinyal keluar mempunyai periode yang sama sehingga

frekwensi keluaran sama dengan frekwensi masukan.

Dengan menggunakan dua buah dioda dan sebuah transformator CT (

transformator dengan cabang tengah ) suatu rangkaian penyearah gelombang penuh akan

didapat.

Gambar 4.2 Penyearah Gelombang Penuh Dengan Trafo CT

Pada saat a positif D1 akan konduksi dan arus akan mengalir ke beban melalui D1,

pada siklus berikutnya, saat a negatif dan b positif, D2 akan konduksi dan arus akan

mengalir melalui D2. Harga rata rata tegangan DC gelombang penuh VDC = 2 Vm/ .

Frekwensi yang dihasilkan adalah dua kali frekwensi masukan sebab setiap satu gelombang

menghasilkan dua puncak gelombang positif.

Jika transformator tidak mempunyai cabang tengah dan diperlukan gelombang

penuh, maka dapat digunakan rangkaian dioda dengan sistem jembatan.

Gambar 4.3 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan

Dalam rangkaian penyearah, tegangan DC yang dihasilkan mengandung riak. Untuk

menghasilkan tegangan DC yang rata diperlukan penapis untuk mengurangi tegangan riak.

Komponen komponen yang dapat digunakan sebagai tapis adalah komponen

komponen reaktif ( L dan C ). Induktor mempunyai sifat sebagai penahan sinyal AC

sedangkan kapasitor mempunyai sifat sebagai pelolos (pass ) untuk sinyal AC , sehingga

untuk menghasilkan sinyal DC yang baik dapat dibuat rangkaian penapis dengan

menggunakan induktor, kapasitor atau gabungan keduanya.

Gambar 4.4 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan Dengan Tapis

Gambar 4.5 Tegangan keluaran penyearah gelombang penuh dengan tapis

Penapis kapasitor berdasarkan deteksi puncak, artinya pada saat gelombang masukan

menuju dari nol maka dioda akan dibias maju, pada saat ini kapasitor akan diisi muatan

hingga tegangan puncak tercapai. Pada saat gelombang menuju negatif , maka dioda akan

dibias mundur, karena kapasitor akan mempertahankan tegangan maksimumnya, muatan

akan dilewatkan menuju resistansi beban dan akan terisi lagi saat tegangan puncak

berikutnya

3. Peralatan dan bahan

1. Osciloskop 1 buah

2. Multimeter 2 buah

3. Transformator 220 V / 9 V CT 1 buah

4. Dioda Silikon IN 4007 4 buah

5. Resistor 470 , 1 K , 2K2 1 buah

6. Kapasitor Elektrolit 100 F, 470 F , 1000 F

7. Kabel Jumper

4. Diagram Rangkaian

Gb. 4.4 1. Penyearah Setengah Gelombang

Gb. 4.5. Penyearah Gelombang Penuh Dengan Trafo CT

Gb. 4.6 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan

Gb. 4.7 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan Dengan

Penapis Kapasitor

5. Langkah Percobaan

1. Penyearah Setengah Gelombang

1. Rangkailah dioda seperti pada gambar 4.4 dengan RL = 470

2. Dengan menggunakan multimeter Ukurlah arus dan tegangan beban . Catat

hasil pengukuran ke tabel 1.

3. Dengan menggunakan ascilliscope amati dan gambar pada kertas grafik

bentuk gelombang sekunder trafo dan tegangan beban ,VL

4. Gantilah RL dengan 1 K ulangi langkah 2 dan 3

5. Gantilah RL dengan 2K2 ulangi langkah 2 dan 3

5.2 Penyearah Gelombang Penuh Dengan Trafo CT







5. Gantilah RL dengan 2K2 ulangi langkah 2 dan 3.

5.3 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan








5.4 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan

1. Rangkailah dioda seperti pada gambar 4.7 dengan RL = 470 dan kapasitor

dengan nilai 100 F







6. Gantikan kapasitor penapir menjadi 470 F , ulangi langkah 2 sampai 5

7. Gantikan kapasitor penapir menjadi 1000 F , ulangi langkah 2 sampai 5

6. Tabulasi Data

Tabel. 1. Penyearah Setengah Gelombang

Vin [ V ] Beban

[ ]

Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan

IRL [mA] VRL [V] IRL [mA] VRL [V]

5,72 470 5,6 3 5,5 2,57

5,72 1K 2,9 3 2,5 2,57

5,72 2K2 1,4 3 1,16 2,57

Tabel 2. Penyearah Gelombang Penuh Dengan Trafo CT

Vin [ V ] Beban

[ ]



6 470 10,1 4,9 11,4 5,4

6 1K 4,8 4,9 5,4 5,4

6 2K2 2,3 4,9 2,4 5,4

Tabel 3. Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan

Vin [ V ] Beban

[ ]



6 470 9,8 4,9 11,4 5,4

6 1K 4,8 4,9 5,4 5,4

6 2K2 2,2 4,9 2,4 5,4

Tabel 4. Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan Dengan Filter

Penapis C RL

[ ]

Multimeter Osiloskop

100 F

470

1K

2K2

5,8 V

5,7 V

5,9 V

470 F

470

1K

2K2

5,9 V

5,8 V

6,0 V

1000 F

470

1K

2K2

5,8 V

5,8 V

6,0 V

7. Tugas dan Pertanyaan.

1. Hitung Arus dan Tegangan keluaran rangkaian penyearah setengah gelombang

dan gelombang penuh ?

Jawab : Tabel 4.1 ( Penyearah Setengah Gelombang )

R = 470

VDC =

3.14

VDC = 5,6

3.14

= 1,783

VRL = VDC x 2

VRL = 1,783 x 2

= 2.52 V

IRL =

= 0,0053 A

= 5,3 mA

R = 1K

VDC =

3.14

VDC = 5,6

3.14

= 1,783

VRL = VDC x 2

VRL = 1,783 x 2

= 2.52 V

IRL =

= 0,0025 A

= 2,5 mA

R = 2K2

VDC =

3.14

VDC = 5,6

3.14

= 1,783

VRL = VDC x 2

VRL = 1,783 x 2

= 2.52 V

IRL =

= 0,00114 A

= 1,14 mA

Tabel 4.2 ( Penyearah Gelombang Penuh dengan trafo CT )

R = 470

VDC =

3.14

VDC = 6

3.14 = 1,91

VRL = (VDC x 2)2

VRL = (1,91 x 2)2

= 5,4 V

IRL =

= 0,011 A

= 11 mA

R = 1K

VDC =

3.14

VDC = 6

3.14= 1,91

VRL = (VDC x 2)2

VRL = (1,91 x 2)2

= 5,4 V

IRL =

= 0,0054 A

= 5,4 mA

R = 2K2

VDC =

3.14

VDC = 6

3.14= 1,91

VRL = (VDC x 2)2

VRL = (1,91 x 2)2

= 5,4 V

IRL =

= 0,00245 A

= 2,45 mA

Tabel 4.3 ( Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan )

R = 470

VDC =

3.14

VDC = 6

3.14

= 1,91

VRL = (VDC x 2)2

VRL = (1,91 x 2)2

= 5,4 V

IRL =

= 0,011 A

= 11 mA

R = 1K

VDC =

3.14

VDC = 6

3.14

= 1,91

VRL = (VDC x 2)2

VRL = (1,91 x 2)2

= 5,4 V

IRL =

= 0,0054 A

= 5,4 mA

R = 2K2

VDC =

3.14

VDC = 6

3.14

= 1,91

VRL = (VDC x 2)2

VRL = (1,91 x 2)2

= 5,4 V

IRL =

= 0,00245 A

= 2,45 mA

11

2. Apa berbedaan tegangan DC yang dihasilkan oleh penyearah setengah

gelombang dan gelombang penuh ?

Jawab : Hasil tegangan DC yang dihasilkan oleh penyearah setengah

gelombang adalah setengah dari tegangan input. Sedangkan tegangan DC yang

dihasilkan oleh penyearah gelombang penuh adalah nilainya mendekati /

hampir sama dengan besar tegangan input.

3. Apa berbedaan tegangan DC yang dihasilkan oleh penyearah gelombang penuh

dengan trafo dan sistem jembatan ?

Jawab : Hasil yang di tunjukkan antara penyearah gelombang penuh dan

gelombang penuh CT adalah sama besar ( menurut perhitungan dan praktek).

4. Bagaimana Hasil Percobaan dan Perhitungan arus dan tegangan Keluaran

penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh ?

Jawab : Beda nilainya. Besarnya tegangan dan arus pada penyearah setengah

gelombang adalah setengah dari besar tegangan dan arus penyearah gelombang

penuh

5. Bagaimana pengaruh beban pada penyearah setengah gelombang dan

gelombang penuh?

Jawab : Beban Tidak Berpengaruh pada penyearah setengah gelombang dan

gelombang penuh

6. Bandingkan besar tegangan keluaran penyearah gelombang penuh tanpa

kapasitor dan dengan kapasitor ?

Jawab : Besar tegangan sama . beda kapasitor tidak berpengaruh jika semakin

besar nilai kapasitor maka besar tegangan tetap. Tetapi semakin besar nilai

kapasitor maka semakin kecil nilai arus.

7. Apakah perubahan Beban berpengaruh terhadap besarnya tegangan keluaran.?

Jawab : Perubahan beban sangat berpengaruh dengan besarnya tegangan keluar,

karena sesuai hukum Ohm bahwa V = I x R

8. Apakah pengaruh perubahan nilai kapasitor terhadap tegangan keluaran ?

Jawab : Tidak berpengaruh jika semakin besar nilai kapasitor maka besar

tegangan tetap.

12

8. Analisa Percobaan

Penyearah setengah gelombang menghasilkan gelombang berupa setengah

gelombang AC, penyearah ini bekerja dengan menghantarkan tegangan ketika dioda

mendapat tegangan bias maju dan memblok tegangan ketika dioda mendapat bias

mundur sehingga membentuk gelombang naik dan terdapat jeda gelombang sebelum

gelombang gelombang berikutnya muncul. Bentuk gelombang hasil keluaran pada

penyearah setengah gelombang seperti pada gambar berikut :

Penyearah gelombang penuh dengan trafo CT menghasilkan gelombang serupa

dengan setengah gelombang namun tanpa jeda gelombang. Pada penyearah ini D1 dan

D2 bekerja secara bergantian dalam menyalurkan gelombang. Ketika D1 mendapatkan

bias maju dan D2 mendapatkan bias mundur, tegangan akan mengalir melalui D1

membentuk 1 gelombang puncak. Kemudian ketika D1 mendapatkan bias mundur dan

D2 mendapatkan bias maju maka tegangan akan mengalir melalui D2 dan membentuk

1 gelombang puncak berikutnya sehingga tidak terdapat jeda gelombang.

Penyearah gelombang penuh sistem jembatan bekerja yaitu ketika titik A trafo

lebih positif dari CT, D2 dan D3 mendapatkan bias maju sedangkan D1 dan D4

mendapatkan bias mundur. Pada kondisi ini Arus dari A akan mengalir melalui D2

menuju beban kemudian melewati D3 dan masuk ke titik B trafo. Ketika titik B lebih

positif dari CT maka D1 dan D4 mendapatkan bias maju sedangkan D2 dan D3 akan

mendapatkan bias mundur. Pada kondisi ini arus akan mengalir dari B melewati D1

menuju ke beban kemudian melewati D4 dan masuk ke titik A trafo. Penyearah dengan

sistem jembatan dapat menghasilkan gelombang yang lebih halus jika dibandingkan

hanya menggunakan trafo CT.

Penyearah gelombang penuh sistem jembatan dengan penapis kapasitor bekerja

layaknya penyearah sistem jembatan pada umumnya. Penapis kapasitor pada

penyearah ini bekerja berdasarkan deteksi puncak, artinya pada saat gelombang

masukan menuju dari nol maka dioda akan dibias maju, pada saat ini kapasitor akan

13

diisi muatan hingga tegangan puncak tercapai. Pada saat gelombang menuju negatif ,

maka dioda akan dibias mundur, karena kapasitor akan mempertahankan tegangan

maksimumnya, muatan akan dilewatkan menuju resistansi beban dan akan terisi lagi

saat tegangan puncak berikutnya.

Hasil keluaran dari masing-masing penyearah gelombang penuh dapat dilihat pada

gambar berikut :

a. b. c.

keterangan : a. Penyearah gelombang penuh dengan trafo CT.

b. Penyearah gelombang penuh sistem jembatan.

c. Penyearah gelombang penuh sistem jembatan dengan penapis kapasitor.

9. Kesimpulan

Berdasarkan praktikum ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Penyearah setengah gelombang menghasilkan gelombang DC dengan

memotong bagian lembah dari gelombang masukan AC sehingga membentuk

gelombang puncak dengan jeda antar gelombang satu dengan gelombang

berikutnya.

2. Penyearah gelombang penuh menghasilkan gelombang puncaksecara kontinyu

dari satu puncak ke puncak berikutnya tanpa jeda antar gelombang.

3. Jika dibandingkan bentuk gelombang yang dihasilkan pada penyearah

gelombang penuh, penyearah sistem jembatan dengan penapis kapasitor

menghasilkan bentuk gelombang yang paling halus, kemudian sistem

gelombang jembatan tanpa kapasitor. Sedangkan penyearah dengan trafo CT

menghasilkan gelombang dengan riak yang paling besar.

praktikum 03 penyearah

Documents