LembarKerja 5 Penyearah Gelombang Tunggal [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM DASAR RANGKAIAN ELEKTRONIKA PENYEARAH GELOMBANG 1 PHASA



KELOMPOK 2 : 1. 2. 3. 4.



ANISA S ARI DHARMAWAN BAHRUL HUDA DEWANGGA TRISNA P



(05) (06) (07) (08)



KELAS : MS – 3B



PRODI TEKNIK MESIN PRODUKSI DAN PERAWATAN JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI SEMARANG SEMARANG TAHUN PELAJARAN 2014 / 2015



LEMBAR KERJA 5. PENYEARAH GELOMBANG 1 PHASA



1. KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA (1). Praktikan wajib membaca peraturan dan petunjuk praktikum dasar elektronika dengan seksama dan benar. (2). Praktikan harus menggunakan seragam jas lab secara rapi dan benar. (3). Praktikan harus menggunakan sepatu beralaskan karet/kulit (material bukan penghantar listrik). (4). Praktikan dilarang keras melakukan kegiatan yang dapat dikatagorikan sebagai tindakan bersendagurau. (5). Praktikan harus memperhatikan dan mengikuti prosedur operasional dasar elektronika dan memasang rangkaian percobaan catu daya dalam keaadan mati (power-off). (6). Praktikan harus seijin dan sepengetahuan instruktur pada saat melakukan percobaan dalan keadaan peralatan hidup (power-on). (7). Menanyakan kepada instruktur perihal yang meragukan atau belum diketahui. 2. TUJUAN PRAKTEK (1). Dapat merangkaian Penyearah Setengah Gelombang dan Gelombang Penuh (2). Dapat menggambarkan karakteristik dasar dioda penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh. (3). Dapat menentukan polaritas dari sistem penyearah dengan dioda. 3. TEORI DASAR Penggunaan dioda yang paling umum adalah sebagai penyearah. Penyearah adalah suatu rangkaian yang berfungsi untuk mengubah tegangan AC menjadi Tegangan DC. Penyearah dengan dioda mengikuti sifat dioda yang akan menghantar saat diberikan bias maju dan tidak konduksi saat dibias mundur. Ada dua jenis rangkaian penyearah dengan menggunakan dioda yaitu Penyearah Setengah Gelombang dan Penyearah Gelombang Penuh. (Half Wave and Full Wave Rectifier) 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 5.1 Penyearah Setengah Gelombang Tegangan keluaran Hasil Penyearah setengah gelombang penuh V DC = Vm/π. 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 5.2 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, D 2 akan konduksi dan arus akan mengalir melalui D2. Harga rata – rata tegangan DC gelombang penuh V DC = 2 Vm/ π . 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 5.3 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 5.4 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. 4. PERALATAN DAN BAHAN 6.1 Osciloscope dual trace 6.2 Multimeter ( V,A, Ohm meter ) 6.3 Resistor : 2200 ohm dan 470 ohm 6.4 Dioda : 1N 4001 atau 1N4009 6.5 Blok terminal hubung 6.6 Kabel penghubung : 50 cm



5. GAMBAR KERJA DAN RANGKAIAN



1 buah 2 buah 1 buah 4 buah 1 buah 10 buah



Gb. 5.5 Penyearah Setengah Gelombang



Gb.5.6 Penyearah Gelombang Penuh Dengan Trafo CT



Gb.5.7 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan



Gb. 5.8 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan Dengan Penapis Kapasitor



6. LANGKAH LANGKAH PENGUJIAN 6.1 Penyearah Setengah Gelombang (1). Rangkailah dioda seperti pada gambar 4.4 dengan R L = 470Ω tegangan beban . (2). Dengan menggunakan multimeter Ukurlah arus dan Catat hasil pengukuran ke tabel 1. (3). Dengan menggunakan ascilliscope amati dan gambar pada kertas grafik bentuk gelombang sekunder trafo dan tegangan beban ,V L (4). Gantilah RL dengan 1 KΩ ulangi langkah 2 dan 3 (5). Gantilah RL dengan 2K2 Ω ulangi langkah 2 dan 3 6.2 Penyearah Gelombang Penuh Dengan Trafo CT



(1). (2).



(3).



(4). (5).



Rangkailah dioda seperti pada gambar 4.5 dengan R L = 470Ω Dengan menggunakan multimeter Ukurlah arus dan tegangan beban . Catat hasil pengukuran ke tabel 2. Dengan menggunakan ascilliscope amati dan gambar pada kertas grafik bentuk gelombang sekunder trafo dan tegangan beban ,V L Gantilah RL dengan 1 KΩ ulangi langkah 2 dan 3 Gantilah RL dengan 2K2 Ω ulangi langkah 2 dan 3.



6.3 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan (1). Rangkailah dioda seperti pada gambar 4.6 dengan R L = 470Ω tegangan beban . (2). Dengan menggunakan multimeter Ukurlah arus dan Catat hasil pengukuran ke tabel 3. (3). Dengan menggunakan ascilliscope amati dan gambar pada kertas grafik bentuk gelombang sekunder trafo dan tegangan beban ,V L (4). Gantilah RL dengan 1 KΩ ulangi langkah 2 dan 3 (5). Gantilah RL dengan 2K2 Ω ulangi langkah 2 dan 3. 6.4 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan 1. Rangkailah dioda seperti pada gambar 4.7 dengan RL = 470Ω dan kapasitor dengan nilai 100 μF 2. Dengan menggunakan multimeter Ukurlah arus dan tegangan beban . Catat hasil pengukuran ke tabel 4. 3. Dengan menggunakan ascilliscope amati dan gambar pada kertas grafik bentuk gelombang sekunder trafo dan tegangan beban ,VL 4. Gantilah RL dengan 1 KΩ ulangi langkah 2 dan 3 5. Gantilah RL dengan 2K2 Ω ulangi langkah 2 dan 3. 6. Gantikan kapasitor penapir menjadi 470 μF , ulangi langkah 2 sampai 5 7. Gantikan kapasitor penapir menjadi 1000 μF , ulangi langkah 2 sampai 5



7. DATA DATA DAN HASIL PENGUJIAN Tabel. 1. Penyearah Setengah Gelombang



Vin [ V ]



Beban [Ω]



Hasil Pengukuran IRL VRL



Hasil Perhitungan



470 1K 2K2



Tabel 2. Penyearah Gelombang Penuh Dengan Beban tanpa filter



Vin [ V ]



9V 9V 9V 9V



Beban [Ω] 25 50 75 100



Hasil Pengukuran IRL 3,44 mA 1,23 mA 0,76 mA 0,60 mA



Hasil Perhitungan



VRL 5,8 V 6,2 V 6,3 V 6,4 V



Tabel 3. Penyearah Gelombang Penuh Tanpa Beban



Vin [ V ]



Beban [Ω]



12 V 12 V 12 V 12 V



100 75 50 25



Hasil Pengukuran IRL 0,72 mA 0,94 mA 1,39 mA 3,52 mA



VRL 7,6 V 7,5 V 7,4 V 7V



Tabel 4. Penyearah Gelombang Penuh dengan Beban dan Dengan Filter



Vin [ V ]



9V 9V 9V 9V



Beban [Ω] 100 V 75 V 50 V 25 V



Hasil Pengukuran IRL 0,9 mA 1,12 mA 1,63 mA 4,18 mA



Hasil Perhitungan



VRL 9,2 V 9,1 V 8,7 V 7,2 V



8. TUGAS DAN PERTANYAAN (1). Hitung Arus dan Tegangan keluaran rangkaian penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh ? (2).



Apa berbedaan tegangan DC yang dihasilkan oleh penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh ?







Perbedaan tegangan yang di hasilkan penyearah setengah gelombang dengan penyearah gelombang penuh perbandingan tegangan 1 : 2 kemudian gambar pada layar osciloscop menunjukan pada rangakaian penyearah setengah gelombang jarak antara gelombang lebih lebih renggang dari pada penyearah gelombang penuh



Gelombang tegangan output pada penyearah setengah



Gelombang tegangan output



gelombang



pada penyearah gelombang penuh



(3).



Apa berbedaan tegangan DC yang dihasilkan oleh penyearah gelombang penuh dengan trafo dan sistem jembatan ?  Tegangan DC yang dihasilkan oleh penyearah gelombang penuh dengan trafo dan sistem jembatan memiliki bentuk yang sama, hanya saja nilai arus dan tegangan outputnya berbeda, dimana arus dan tegangan output dari penyearah gelombang penuh dengan trafo lebih tinggi dibandingkan nilai arus dan tegangan output penyearah gelombang penuh dengan sistem jembatan. Sehingga, hampir tak ada perbedaan pada tegangan DC yang dihasilkan oleh penyearah gelombang penuh dengan trafo sistem jembatan hanya perbedaan pada rangkaiannya lebih simpel menggunakan penyearah gelombang penuh dengan trafo dari pada sistem jembatan



(4).



Bagaimana hasil percobaan dan perhitungan arus dan tegangan keluaran penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh ?  Masing-masing hasil percobaan dan perhitungan arus dan tegangan keluaran penyearah gelombang penuh adalah kurang lebih dua kali hasil percobaan dan perhitungan arus dan tegangan keluaran penyearah setengah gelombang



(5).



Bagaimana pengaruh beban pada penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh?



 Baik pada penyearah setengah gelombang maupun gelombang penuh, semakin besar nilai beban maka semakin besar tegangan keluaran, namun nilai arus keluaran semakin kecil. Hasil percobaan tegangan dan arus yang di hasilkan penyearah setengah gelombang dengan penyearah gelombang penuh perbandingan tegangan adalah 1 : 2 (6).



Bandingkan besar tegangan keluaran penyearah gelombang penuh tanpa kapasitor dan dengan kapasitor ?  Tegangan keluaran dari penyearah gelombang penuh dengan kapasitor lebih besar daripada tegangan keluaran dari gelombang penuh tanpa kapasitor



(7).



Apakah perubahan Beban berpengaruh terhadap besarnya tegangan keluaran.?  Iya, perubahan beban berpengaruh terhadap besarnya tegangan keluaran yang dapat dilihat melalui gelombang sinus, dimana semakin besar nilai beban, semakin besar pula tegangan keluaran



(8).



Apakah pengaruh perubahan nilai kapasitor terhadap tegangan keluaran ?  Semakin tinggi nilai kapasitor maka semakin tinggi pula tegangan keluaran dari penyearah gelombang penuh dengan filter



(9).



Lengkapi hasil analisis dengan gambar pengukuran Osciloscope.