• Tidak ada hasil yang ditemukan

penyearah gelombang

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Membagikan "penyearah gelombang"

Copied!
8
0
0

Teks penuh

(1)

PENYEARAH GELOMBANG

PENYEARAH GELOMBANG

Kelompok VI.B Kelompok VI.B

St. Uswah Nur Purnamasari St. Uswah Nur Purnamasari Sri Wahyuni Syab, Yuhlisa Hasliana, Sri Wahyuni Syab, Yuhlisa Hasliana,

FISIKA 2012 FISIKA 2012

Abstrak Abstrak

Telah dilakukan praktikum tentang penyearah gelombang. Praktikum ini bertujuan untuk Telah dilakukan praktikum tentang penyearah gelombang. Praktikum ini bertujuan untuk menerapkan komponen diode sebagai penyearah gelombang, membuat rancang bangun setengah menerapkan komponen diode sebagai penyearah gelombang, membuat rancang bangun setengah gelombang dan gelombang penuh dan menentukan besar riak tegangan dan tegangan keluaran tanpa gelombang dan gelombang penuh dan menentukan besar riak tegangan dan tegangan keluaran tanpa dan dengan filter.

dan dengan filter. PengumpulaPengumpulan data n data untuk penyearah setengah gelombang maupun gelombang penuhuntuk penyearah setengah gelombang maupun gelombang penuh dilakukan dengan memanipulasi tegangan input (trafo) yaitu sebesar 6V dan 12V. kemudian mencatat dilakukan dengan memanipulasi tegangan input (trafo) yaitu sebesar 6V dan 12V. kemudian mencatat hasil tegangan output yang tertera pada osiloskop untuk masing-masing tegangan. Berdasarkan hasil hasil tegangan output yang tertera pada osiloskop untuk masing-masing tegangan. Berdasarkan hasil analisis data disimpulkan bahwa nilai tegangan tanpa filter untuk penyearah setengah gelombang dan analisis data disimpulkan bahwa nilai tegangan tanpa filter untuk penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh tidak jauh berbeda antara nilai teori dan praktek sedangkan untuk nilai tegangan gelombang penuh tidak jauh berbeda antara nilai teori dan praktek sedangkan untuk nilai tegangan menggunakan filter memiliki perbedaan yang lebih dari 50%. Hal ini terjadi karena keadaan alat menggunakan filter memiliki perbedaan yang lebih dari 50%. Hal ini terjadi karena keadaan alat  praktikum yang kura

 praktikum yang kurang stabil.ng stabil. Kata kunci:

Kata kunci: penyearah sete penyearah setengah gelombang, penyngah gelombang, penyearah gelombang penuh, earah gelombang penuh, riak teganganriak tegangan

A.

A. Metode DasarMetode Dasar

Hampir semua rangkaian Hampir semua rangkaian elektronik membutuhkan suatu elektronik membutuhkan suatu sumber tegangan DC. Dalam sumber tegangan DC. Dalam  bebe

 beberapa rapa kasus, kasus, penpencatuan catuan ini ini dapatdapat dilakukan secara langsung oleh dilakukan secara langsung oleh  baterai atau

 baterai atau sel kering, sel kering, namun dalamnamun dalam kasus lainnya akan lebih kasus lainnya akan lebih menguntungkan apabila kita menguntungkan apabila kita menggunakan sumber AC standar. menggunakan sumber AC standar. Ada dua jenis system penyearah Ada dua jenis system penyearah gelombang yang umum digunakan, gelombang yang umum digunakan, yaitu penyearah setengah gelombang yaitu penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh dan penyearah gelombang penuh (Tim Elektronika Dasar, 2013: 29). (Tim Elektronika Dasar, 2013: 29).

Jika tegangan sumber diganti Jika tegangan sumber diganti sumber tegangan bolak-balik maka sumber tegangan bolak-balik maka akan diperoleh bentuk grafik dengan akan diperoleh bentuk grafik dengan isyarat keluaran hanya mempunyai isyarat keluaran hanya mempunyai nilai positif saja. Untuk tegangan nilai positif saja. Untuk tegangan

masukan < 0,7V (tegangan potong), masukan < 0,7V (tegangan potong), tidak ada tegangan keluaran karena tidak ada tegangan keluaran karena arus maju sangat kecil. Disamping itu arus maju sangat kecil. Disamping itu tegangan keluaran pada daerah ini tegangan keluaran pada daerah ini cacad karena lengkung ciri berbentuk cacad karena lengkung ciri berbentuk tidak linier. Untuk mendapat tegangan tidak linier. Untuk mendapat tegangan keluaran yang benar-benar keluaran yang benar-benar merupakan bagian positif daripada merupakan bagian positif daripada isyarat masukan diperlukan dioda, isyarat masukan diperlukan dioda,

sehingga diperoleh bentuk isyarat sehingga diperoleh bentuk isyarat

Gambar 6.3

Gambar 6.3..Penyearah setengahPenyearah setengah

gelombang gelombang,, a a b b

(2)

masukan dan keluaran seperti gambar  berikut.

Inilah yang dinamakan  penyearah setengah gelombang

(Sutrisno, 1986: 91-93).

Ketika diode digunakan dalam penyearah setengah gelombang dengan sebuah beban resitif, memberikan 3 karakteristik penting dari diode yaitu:

1. Arus puncak diode sama dengan arus puncak beban.

2. Arus rata-rata yang mengalir pada diode sama dengan arus rata-rata yang mengalir pada beban.

3. Tegangan balik puncak sama dengan tegangan puncak sumber AC (Haris,dkk, 2008: 162).

Kita dapat memperoleh  penyearah gelombang penuh dengan dua cara. Cara pertama memerlukan transformator dengan sadapan pusat

dan cara kedua yaitu dengan menggunakan empat dioda

 jika isyarat positif arah arus D1 dan D2 menghantar. Jika isyarat negative, arah arus dengan D3 dan D4 menghantar dan akan diperoleh arus dengan gambar seperti diatas. Dengan

adanya kapasitor, tegangan tak segera turun walaupun tegangan masukan sudah turun. Hal ini disebabkan karena kapasitor memerlukan waktu untuk mengosongkan muatannya. Sebelum tegangan pada kapasitor turunbanyak, tegangan pada kapasitor keburu naik lagi. Tegangan yang  berubah yang terjadi disebut tegangan

riak (Sutrisno, 1986: 95-96).

B. Identifikasi variabel

1. Variabel manipulasi : tegangan input dan kapasitansi kapasitor 2. Variabel kontrol : resistansi

resistor, tegangan sumber, frekuensi sumber

3. Variabel respon : tegangan output

C. Definisi variabel

1. Tegangan input: tegangan yang  berasal dari trafo step-down dengan besar tegangan 6V dan 12V.

2. Kapasitansi kapasitor: daya tampung muatan sebuah kapasitor yaitu sebesar 22 µF dan 100 µF. 3. Resistansi resistor: nilai resistan

sebuah resistor yaitu sebesar

1000Ω.

4. Tegangan sumber: tegangan yang  berasar dari PLN sebesar 220V. 5. Frekuensi sumber: besarnya

frekuensi dari PLN sebesar 50Hz. 6. Tegangan output: besarnya

tegangan yang terbaca pada laar osiloskop.

(3)

D. Alat dan bahan

1. Variable low step-down transformer, 1 buah

2. Diode penyearah, 4 buah 3. Kapasitor elektrolit, 2 buah 4. Resistor, 1 buah

5. Jembatan penghubung, 1 buah 6. Kabel penghubung, 3 buah

7. Osiloskop sinar katoda + probe, 1 set

E. Prosedur kerja

1. Mencatat spesifikasi bahan yang digunakan.

2. Merangkai kit percobaan seperti gambar berikut

3. Menghubungkan input salahsatu channel osiloskop dengan terminal input dari rangkaian untuk mendapatkan tampilan gelombang

masuka. Mencatat hasil  pengamatan sebagai nilai tegangan

Vm.

4. Memindahkan probe osiloskop ke output rangkaian untuk mengamati tampilan keluaran dan mencatatnya sebagai nilai keluaran Vout.

5. Mengulangi percobaan 3 dan 4 dengan mengubah nilai tegangan masukan.

6. Mengulangi kegiatan 3 sampai 5 dengan memparalel hambatan  beban dengan sebuah kapasitor elektrolit dengan kapasitas yang  berbeda.

7. Melanjutkan kegiatan pengukuran untuk rangkaian penyearah gelombang penuh. Dengan rangkaian seperti berikut.

F. Data/analisis data

Hasil pengamatan Spesifikasi bahan

1. Diode : IN5399 NB

2. Kapasitor : 100 µF dan 22 µF 3. Resistor : coklat, hitam, merah,

emas = 1000 ± 5 % 220 VAC 50 RL D F  Penyearah Setengah-gelombang V  o V  in V  o R L D 1 D 2 D 3 D 4 F  22 0 VA Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan

(4)

Table 1. hubungan antara tegangan sumber, tegangan dengan filter dan tanpa filter pada  penyearah setengah gelombang. Vs (V) Vpp (V) Vp (V) V tanpa filter (V) V dengan filtrer (V) 22 µF 100 µF 6 16 8 7.2 3.6 1.2 12 34 17 17 7.2 2.4

Table 1. hubungan antara tegangan sumber, tegangan dengan filter dan tanpa filter pada  penyearah setengah gelombang. Vs (V) Vpp (V) Vp (V) V tanpa filter (V) V dengan filtrer (V) 22 µF 100 µF 6 16 8 7.2 1.6 0.4 12 34 17 16 3.6 1.2

Penyearah setengah gelombang

1. Vrms =

1

√ 2

 Vm Vm = V p Untuk Vs 6V Vrms =

1

√ 2

 8V =5.65V Untuk Vs 12V Vrms =

1

√ 2

 17 =12.02V 2. Tegangan keluaran Vout = Vm –  VD Untuk Vs 6V Vout = Vm –  0.7 = 8 –  0.7 = 7.3V %diff=

|

−

−

|

x100% =

|

7.3−7.2

7.25

|

x100% = 1% Untuk Vs 12V Vout = Vm –  0.7 = 17 –  0.7 = 16.3V %diff=

|

−

−

|

x100% =

|

16.3−17

16.65

|

x100% = 4% 3. Tegangan ripple Vrpp =



1

 Vm Untuk Vs 6V Kapasitor 22 µF Vrpp =

50   1000  22 µF

1

8V = 7.273V %diff=

|

−

−

|

x100% =

|

7.273−3.6

5.44

|

x100% =67% Kapasitor 100 µF Vrpp =

50   1000  100 µF

1

8V =1.6V %diff=

|

−

−

|

x100% =

|

1.6−1.2

1.4

|

x100% =28% Untuk Vs 12V Kapasitor 22 µF Vrpp =

50   1000  22 µF

1

17V = 15.45V

(5)

%diff=

|

−

−

|

x100% =

|

15.45−7.2

11.3

|

x100% = 73% Kapasitor 100 µF Vrpp =

50   1000  100 µF

1

17V = 3.4V %diff=

|

−

−

|

x100% =

|

3.4−2.4

2.9

|

x100% = 34%

4. Tegangan rata-rata akhir hasil filter VDC =

 Untuk Vs 6V VDC =

3.14

8

= 2.55V Untuk Vs 12V VDC =

3.14

17

= 5.41V

Penyearah gelombang penuh

1. Vrms =

1

√ 2

 Vm Vm = V p Untuk Vs 6V Vrms =

1

√ 2

 8 = 5.65V Untuk Vs 12V Vrms =

1

√ 2

 17 = 12.02V 2. Tegangan keluaran Vout = Vm –  VD Untuk Vs 6V Vout = Vm –  0.7 = 8 –  0.7 = 7.3V %diff=

|

−

−

|

x100% =

|

7.3−7.2

7.25

|

x100% = 1% Untuk Vs 12V Vout = Vm –  0.7 = 17 –  0.7 = 16.3V %diff=

|

−

−

|

x100% =

|

16.3−16

16.15

|

x100% = 2% 3. Tegangan ripple Vrpp =

2

1

 Vm Untuk Vs 6V Kapasitor 22 µF Vrpp =

2  50   1000  22 µF

1

8 = 3.63V %diff=

|

−

−

|

x100% =

|

3.63−1.6

2.61

|

x100% = 77% Kapasitor 100 µF Vrpp =

2  50   1000  100 µF

1

8V = 0.8V %diff=

|

−

−

|

x100% =

|

0.8−0.4

0.6

|

x100% =66% Untuk Vs 12V Kapasitor 22 µF Vrpp=

2  50   1000  22 µF

1

17V = 7.7V

(6)

%diff=

|

−

−

|

x100% =

|

7.7−3.6

5.65

|

x100% = 72% Kapasitor 100 µF Vrpp=

2  50   1000  100 µF

1

17 = 1.7V %diff=

|

−

−

|

x100% =

|

1.7−1.2

1.45

|

x100% =34%

4. Tegangan rata-rata akhir hasil filter VDC =

2

 Untuk Vs 6V VDC =

2  8

3.14

= 5.09V Untuk Vs 12V VDC =

2  17

3.14

= 10.83V G. Pembahasan Penyearah setengah gelombang menggunakan satu dioda dengan sumber AC. Dioda berfungsi untuk menyearahkan gelombang dan mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC sehingga akan nampak  pada osiloskop gambar sinyal gelombang DC. Pada osiloskop akan dihasilkan gambar sinyal yang terputus-putus. Hal ini terjadi karena  pada saat 0.02 detik pertama sisi  positif dari sumber potensial bertemu dengan sisi positif dari dioda sehingga

daerah deplesi akan menyempit dan arus akan mudah mengalir. Ketika arus mengalir maka akan membentuk sebuah gelombang. Pada 0.02 detik kedua akan terjadi pembalikan pada sumber potensial listrik sehingga sisi negatif dari sumber potensial listrik akan bertemu dengan kutub positif dari dioda sehingga daerah deplesi akan melebar dan tidak memungkinkan arus untuk lewat. Karena hal ini maka tidak akan terbentuk gambar sinyal gelombang  pada osiloskop.

Pada percobaan ini digunakan dua tegangan sumber yang berbeda yaitu 6V dan 12V. pada tegangan sumber 6V diperoleh tegangan tanpa filter secara praktek sebesar 7.2 V dan secara teori sebesar 7.3V. Pada sumber tegangan 12V diperoleh tegangan tanpa filter secara praktek sebesar 17V dan secara teori sebesar 16.3V. nilai praktek dan teori yang diperoleh tidak jauh berbeda dan memiliki nilai perbandingan yang minim.

Penyearah gelombang penuh menggunakan empat buah dioda. Pada layar osiloskop akan nampak gambar gelombang yang penuh dalam artian tidak terdapat daerah kosong seperti pada penyearah setengah gelombang. Hal ini terjadi karena kutub dioda yang sama dihubungkan

(7)

 pada sumber potensial listrik jadi ketika 0.02 detik pertama maupun selanjutnya arus akan tetap mengalir masuk ke dioda. Sehingga akan dihasilkan gambar sinyal gelombang yang penuh.

Pada percobaan ini didapatkan data yang cukup baik untuk nilai tegangan tanpa filter yaitu secara teori sebesar 7.3V dan secara  praktek diperoleh sebesar 7.2V untuk tegangan sumber sebesar 6V. sedangkan untuk tegangan sumber sebesar 12V diperoleh besar tegangan secara teori sebesar 16.3V dan secara  praktek sebesar 16V.

Pada penyearah gelombang tanpa filter akan diperoleh riak tegangan yang sangat besar, sehingga dibutuhkan kapasitor untuk meredam riak tersebut. Kapasitor dapat meredam riak kerena kapasitor  berfungsi untuk menampung muatan. Karena adanya kapasitor tegangan yang turun tidak segera turun karena ketika muatan kapasitor mulai turun  banyak kapasitor keburu terisi kembali. Semakin besar kapasitansi kapasitor maka tegangan riak yang dihasilkan akan semakin kecil.

Pada data hasil praktikum untuk penyearah setengah gelombang diperoleh nilai tegangan untuk kapasitor 22µF sebesar 3.6V dan 7.2V sedangkan untuk kapasitor 100µF

sebesar 1.2V dan 2.4V. Pada data hasil praktikum penyearah gelombang penuh diperoleh nilai tegangan riak untuk kapasitor 22µF yaitu sebesar 1.6V dan 3.6V sedangkan untuk 100µF diperoleh sebesar 0.4V dan 1.2V. dari data tersebut secara keseluruhan telah  berdasarkan teori karena nilai tegangan akan semakin berkurang untuk kapasitansi kapasitor yang semakin meningkat.

 Nilai yang diperoleh secara teori dan praktek sangat jauh berbeda sehingga diperoleh nilai  perbandingan yang sangat tinggi yaitu antara 34% - 77%. Perbedaan ini terjadi karena alat yang seharusnya dipakai untuk mengukur besarnya tegangan keluaran yaitu multimeter, sedangkan pada praktikum ini  pembacaan nilai tegangan hanya dilakukan pada gambar gelombang yang terdapat pada layar osiloskop. Selain itu kesalahan dapat terjadi karena alat yang kurang baik serta  praktikan yang kurang teliti dalam

membaca penunjukan nilai tegangan  pada layar osiloskop.

H. Kesimpulan

Setelah melakukan praktikum dapat disimpulkan bahwa:

1. Dioda berfungsi untuk menyearahkan gelombang karena sinya gelombang AC dapat di

(8)

transfer menjadi sinyal gelombang DC pada layar osiloskop.

2. Penyearah setengah gelombang menggunakan satu buah dioda sedangkan penyearah gelombang  penuh menggunakan 4 buah dioda dengan menghubungkan kutub dioda yang sama pada sumber  potensial eksternal.

3. Semakin besar kapasitansi kapasitor maka akan semakin kecil nilai tegangan riak yang dihasilkan.

DAFTA R PUSTAKA

Haris, dkk. (2008).  Dasar-dasar elektronika. Makassar: badan  penerbit UNM

Sutrisno. (1986).  Elektronika, teori dan penerapannya. Bandung:  penerbit ITB.

Tim elektronika dasar. (2013).  Penuntun praktikum elektronika dasar 1. Makassar: laboratorium .elektronika dasar UNM

Gambar

Table  1.  hubungan  antara  tegangan sumber,  tegangan  dengan filter  dan  tanpa  filter  pada  penyearah  setengah gelombang

Referensi

Dokumen terkait

Pada penyearah gelombang 3 phase dengan 3 pulsa menggunakan 3 dioda dan mempunyai output tegangan rata-rata lebih tinggi dari riaknya lebih kecil dibandingkan dengan..

Penyearah dioda tiga fasa jenis full-bridge yang tersambung pada tegangan sumber dengan mempertimbangkan impedansi ... Gelombang arus dioda D1 dan D3 serta tegangan fasa-fasa

Gambar 8 Model sumber dc di program simulink Hasil penyearahan tegangan sinusoida pada program simulink seperti menggunakan penyearah gelombang penuh dengan menggunakan

Masing-masing konveyor digerakan oleh 1 motor arus searah tipe CSD80- D Penyearah Terkontrol dengan topologi penyearah gelombang penuh 1 fasa setengah terkontrol berhasil

Bentuk Gelombang Arus dan Tegangan Masukan Setelah dilakukan simulasi dari kedua tipe filter yang digunakan pada penyearah terkendali 1 phasa, maka diperoleh hasil

Berdasarkan hasil data tersebut dapat diketahui performansi dan analisis dari implementasi filter pasif pada penyearah terkendali satu fasa yang telah dibuat untuk

Latihan soal dan simulasi analisa rangkaian Pelipat tegangan, Gerbang Logika [BT+BM:(1+1)x3x(2x60”)]  Penyearah setengah gelombang  Penyearah gelombang penuh 

Spesifikasi Desain Penyearah Setengah Gelombang Parameter Nilai Tegangan AC Input 220 Vac Trafo Step-down 220 Vac to 38 Vdc Kapasitor 3300 μF IC Regulator Tegangan LM