Laporan 1 Elektronika Daya

“PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG DENGAN BEBAN TAHANAN MURNI”

OLEH:

TRI ISRA JANWARDI 16388/10

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

“PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG DENGAN BEBAN TAHANAN MURNI” I. Tujuan

1. Mahasiswa dapat mengananalisa hasil percobaan penyearah setengah gelombang.

2. Mahasiswa dapat menghitung besar efisiensi (η), Form Faktor (FF), Ripple Faktor (RF), dan TUF (Transfer Utilisation Factor).

II. Teori Singkat

Terdapat banyak pemakaian dalam instrumentasi yang informasi diberikan leh kedua sinyal AC itu berguna. Ini diperoleh dengan mengatur agar baik sinyal asli maupun kebalikan nya tersedia dan saling mencatu penyearah setengah gelombang yang digabung ke beban sekutu. Pengaturan sedemikian yang secara konseptual disebut penyearah gelombang penuh. Gelombang ini berkesinambungan dan energik dari pada setengah gelombnag, dan juga tegangan rata-rata pada keluran akan dua kali lipat dari pda yang diperoleh setengah gelombang. ( Sendra, 1990 : 198-199)

Dioda sebagai penyearah setengah gelombang dengan beban tahanan

a. Gambar rangkaian penyearah setengah gelombang

A

B

D

R L

U o u t _{U L}

IF

U i n

+

_

Gambar 1. Dioda sebagai penyearah Setengah Gelombang

b. Prinsip Kerja Penyearah Setengah Gelombang

1) Jika A positip ( + ), B negatip ( - ), maka dioda konduksi 1 bekerja , sehingga arus akan mengalir menuju RL dan kembali ke trafo.

2) Saat A negatip ( - ), B positip ( + ), maka dioda tidak konduksi/tidak bekerja sehingga arus tidak mengalir.

U o u t t t +

_ _ _

+ +

d io d a k o n d u k s i

d io d a t id a k k o n d u k s i U L

Secara umum besarnya tegangan DC (Vdc) dari penyearah gelombang penuh dapat dituliskan sebagai berikut: Vdc = 0,318 Vm ; Idc = 0,318Vm/R ; sedangkan Vrms = 0,5Vm dan I rms = 0,5Vm/R ; Pdc = Vdc x Idc dan Pac = Vrms x Irms.

Efisiensi, η = Pdc/Pac = (0,318Vm)2_/(0,5Vm)2 _{= 0,405} Form Faktor FF = Vac/Vdc = 0,5Vm/0,318Vm = 1,57

Tegangan output terdiri dari dua komponen, yakni komponen DC dan komponen AC. Besarnya tegangan output komponen AC; Vac =

√

V_rms2 +V_dc2

Ripple Faktor ; RF = Vac/Vdc =

√

(

Vrms

V_dc

)

2

−1=

√

FF−1 = 1,21

Dan besarnya TUF (Transfer Utilitation Factor) = Pdc

Vsx Is

Vs = Tegnagan rms sekunder trafo = 0,707Vm dan

Is = Arus sekunder trafo = 0,5Vm/R

Vs x Is untuk fullwave besarnya menjadi ; 0,707Vm x 0,5 Vm/R

Sehingga besarnya TUF = 0,318 2

0,707x0,5=0,286

III. Alat dan Bahan

1. Trafo Stepdown 220/6 V, 3A;

2. Dioda silicon 1,5 A;

3. Resisitor, 100, 150, 220, 470, 1000, 1500, 2000, 2200 Ω;

5. Multimeter, Voltmeter DC, dan Miliamper DC;

6. Kabel penghubung dan Papan Rangkaian.

IV. Gambar Rangkaian

220V +

6V

-V. Langkah Kerja

1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan dalam kegiatan praktikum.

2. Pastikan alat tersebut dapat berfungsi secara baik dengan menggunakan multimeter.

3. Rakitlah alat dan bahan percobaan seperti gambar rangkaian di atas.

4. Setelah selesai merangkai, kalibrasi alat ukur CRO, 5 volt = 1 cm.

5. Pastikan rangkaian telah tersambung dengan benar, mintalah dosen pembimbing untuk memeriksa rangkaian yang telah selesai dirangkai tersebut.

6. Setelah dipastikan benar oleh dosen pembimbing, hubungan rangkaian dengan sumber tegangan.

7. Amati petunjuk alat-alat ukur, kemudian catat masing-masing hasil penunjukan ke dalam table pengamatan.

8. Gambarkan bentuk gelombang input maupun output. Untuk melihat gelombang input pindahkan prop ke titik sebelum diode D.

9. Lakukan pengamatan ini untuk setiap perubahan beban R.

10. Setelah selesai melakukan percobaan kumpulkan alat dan bahan ke tempat semula dengan baik.

mA

V R Y X

G

VI. A. Hasil Pengamatan

Tabel 1. Tabel Pengamatan Beban (R) Ω Input Idc (mA) Vdc (volt) Vm (cm) Vrms (volt)

100 1.8 0.9 22 1.7

150 1.8 0.9 14.5 1.8

220 1.8 0.9 11 1.9

470 1.8 0.9 33 1.3

1000 1.8 0.9 2.5 2.1

1500 1.8 0.9 1.5 2.1

2000 1.8 0.9 1.3 2.1

2200 1.8 0.9 1.2 2.1

*Batas Ukur CRO: 5 volt/div

B. Analisa Data

1) Efisiensi

a. 100 Ω

η = Pdc P_ac=

(

0,318V_m

)

2

(

0,5V_m

)

2 =

(0,318x1,8)2 (0,5x1,8)2 =

(0.5724)2 (0.9)2 =

0.3276

0.81 =0.46=46

b. 150 Ω

η = P_Pdc

ac

=

(

0,318Vm

)

2

(

0,5V_m

)

2 =

(0,318x1,8)2 (0,5x1,8)2 =

(0.5724)2 (0.9)2 =

0.3276

0.81 =0.46=46

c. 220 Ω

η = P_Pdc

ac

=

(

0,318Vm

)

2

(

0,5Vm

)

2 =

(0,318x1,8)2 (0,5x1,8)2 =

(0.5724)2 (0.9)2 =

0.3276

0.81 =0.46=46

d. 470 Ω

η = Pdc P_ac=

(

0,318V_m

)

2

(

0,5V_m

)

2 =

(0,318x1,8)2 (0,5x1,8)2 =

(0.5724)2 (0.9)2 =

0.3276

0.81 =0.46=46

η = P_Pdc

ac

=

(

0,318Vm

)

2

(

0,5V_m

)

2 =

(0,318x1,8)2 (0,5x1,8)2 =

(0.5724)2 (0.9)2 =

0.3276

0.81 =0.46=46

f. 1500 Ω

η = Pdc P_ac=

(

0,318V_m

)

2

(

0,5V_m

)

2 =

(0,318x1,8)2 (0,5x1,8)2 =

(0.5724)2 (0.9)2 =

0.3276

0.81 =0.46=46

g. 2000 Ω

η = Pdc Pac

=

(

0,318Vm

)

2

(

0,5V_m

)

2 =

(0,318x1,8)2 (0,5x1,8)2 =

(0.5724)2 (0.9)2 =

0.3276

0.81 =0.46=46

h. 2200 Ω

η = P_Pdc

ac

=

(

0,318Vm

)

2

(

0,5Vm

)

2 =

(0,318x1,8)2 (0,5x1,8)2 =

(0.5724)2 (0.9)2 =

0.3276

0.81 =0.46=46

2) Form Faktor (FF)

a. 100 Ω

FF = Vac Vdc

= 0,5Vm 0,318Vm

= 0,5x1,8 0,318x1,8=

0.9

0.5724=1.572 b. 150 Ω

FF = Vac

Vdc

= 0,5Vm

0,318Vm

= 0,5x1,8

0,318x1,8= 0.9

0.5724=1.572

c. 220 Ω

FF = Vac Vdc

= 0,5Vm 0,318Vm

= 0,5x1,8 0,318x1,8=

0.9

0.5724=1.572 d. 470 Ω

FF = Vac

Vdc

= 0,5Vm

0,318Vm

= 0,5x1,8

0,318x1,8= 0.9

0.5724=1.572

e. 1000 Ω

FF = Vac Vdc

= 0,5Vm 0,318Vm

= 0,5x1,8 0,318x1,8=

0.9

FF = Vac Vdc

= 0,5Vm 0,318Vm

= 0,5x1,8 0,318x1,8=

0.9

0.5724=1.572 g. 2000 Ω

FF = Vac

Vdc

= 0,5Vm

0,318Vm

= 0,5x1,8

0,318x1,8= 0.9

0.5724=1.572

h. 2200 Ω

FF = Vac Vdc

= 0,5Vm 0,318Vm

= 0,5x1,8 0,318x1,8=

0.9

0.5724=1.572 3) Riple Faktor (RF)

a. 100 Ω

RF = Vac/Vdc =

√

(

Vrms

V_dc

)

2

−1=

√

FF−1 =

√

1,572−1 =

√

0.572=0.756

b. 150 Ω

RF = Vac/Vdc =

√

(

Vrms

V_dc

)

2

−1=

√

FF−1 =

√

1,572−1 =

√

0.572=0.756

c. 220 Ω

RF = Vac/Vdc =

√

(

Vrms

V_dc

)

2

−1=

√

FF−1 =

√

1,572−1 =

√

0.572=0.756

d. 470 Ω

RF = Vac/Vdc =

√

(

Vrms

V_dc

)

2

−1=

√

FF−1 =

√

1,572−1 =

√

0.572=0.756

e. 1000 Ω

RF = Vac/Vdc =

√

(

Vrms

V_dc

)

2

−1=

√

FF−1 =

√

1,572−1 =

√

0.572=0.756

f. 1500 Ω

RF = Vac/Vdc =

√

(

Vrms

V_dc

)

2

−1=

√

FF−1 =

√

1,572−1 =

√

0.572=0.756

RF = Vac/Vdc =

√

(

Vrms

V_dc

)

2

−1=

√

FF−1 =

√

1,572−1 =

√

0.572=0.756

h. 2200 Ω

RF = Vac/Vdc =

√

(

Vrms

V_dc

)

2

−1=

√

FF−1 =

√

1,572−1 =

√

0.572=0.756

4) Transfer Utilitation Factor (TUF)

a. 100 Ω

TUF (Transfer Utilitation Factor) = Pdc Vsx Is

=

V_dcx I_dc

0,707V_mx0,5Vm R

= 0.0374 1.2726x 0.9

100

=

0.0374 1.2726x 0.9

100

=0.0374 0.0114=3.29

b. 150 Ω

TUF (Transfer Utilitation Factor) = Pdc Vsx Is

=

V_dcx I_dc

0,707V_mx0,5Vm R

= 0.0261 1.2726x 0.9

150

=

0.0261 1.2726x 0.9

150

=0.0261 0.0076=3.43

TUF (Transfer Utilitation Factor) = Pdc Vsx Is

=

V_dcx I_dc

0,707V_mx0,5Vm R

= 0.0209 1.2726x 0.9

220

=

0.0209 1.2726x 0.9

220

=0.0209 0.0052=4.02

d. 470 Ω

TUF (Transfer Utilitation Factor) = Pdc Vsx Is

=

V_dcx I_dc

0,707V_mx0,5Vm

R

= 0.429 1.2726x 0.9

470

=

0.429 1.2726x 0.9

470

= 0.429

0.0024=178.75

e. 1000 Ω

TUF (Transfer Utilitation Factor) = Pdc Vsx Is

=

V_dcx I_dc

0,707V_mx0,5Vm R

= 0.00525 1.2726x 0.9

1000

=

0.00525 1.2726x 0.9

1000

=0.00525 0.0011 =4.77

TUF (Transfer Utilitation Factor) = Pdc Vsx Is

=

V_dcx I_dc

0,707V_mx0,5Vm R

= 0.00375 1.2726x 0.9

1500

=

0.00375 1.2726x 0.9

1500

=0.00375 0.0008 =4.69

h. 2000 Ω

TUF (Transfer Utilitation Factor) = Pdc Vsx Is

=

V_dcx I_dc

0,707V_mx0,5Vm

R

= 0.00273 1.2726x 0.9

2000

=

0.00273 1.2726x 0.9

2000

=0.00273 0.0006 =4.55

4) Vrms dan Irms

a. 100 Ω * 5 Volt/Div

V_rms=0,5x V_m=0,5x1.8=0,9 V

I_rms=0,5x Vm R =

0,5x1,8 100 =

0,9

100=0,009A

b. 150 Ω * 5 Volt/Div

V_rms=0,5x V_m=0,5x1.8=0,9 V

I_rms=0,5x Vm R =

0,5x1,8 150 =

0,9

150=0,006A

c. 220 Ω * 5 Volt/Div

V_rms=0,5x V_m=0,5x1.8=0,9 V

d. 470 Ω * 5 Volt/Div V_rms=0,5x V_m=0,5x1.8=0,9 V

Irms=

0,5x V_m R =

0,5x1,8 470 =

0,9

470=0,0019A

e. 1000 Ω * 5 Volt/Div

V_rms=0,5x V_m=0,5x1.8=0,9 V

I_rms=0,5x Vm R =

0,5x1,8 1000 =

0,9

1000=0,0009A

f. 1500 Ω * 5 Volt/Div

V_rms=0,5x V_m=0,5x1.8=0,9 V

I_rms=0,5x Vm R =

0,5x1,8 1500 =

0,9

1500=0,0006A

g. 2000 Ω * 5 Volt/Div

V_rms=0,5x V_m=0,5x1.8=0,9 V

I_rms=0,5x Vm R =

0,5x1,8 2000 =

0,9

2000=0,00045A

h. 2200 Ω * 5 Volt/Div

V_rms=0,5x V_m=0,5x1.8=0,9 V

I_rms=0,5x Vm R =

0,5x1,8 2200 =

0,9

2200=0,00041A Analisa Kesalahan pada Percobaan

Tabel 1. Tabel Pengamatan Beban (R) Ω Input Idc (mA) Vdc (volt) Vm (cm) Vrms (volt)

100 1.8 0.9 22 1.7

150 1.8 0.9 14.5 1.8

220 1.8 0.9 11 1.9

470 1.8 0.9 330 1.3

1000 1.8 0.9 2.5 2.1

1500 1.8 0.9 1.5 2.1

2000 1.8 0.9 1.3 2.1

Pada table yang diberi tanda di atas, diketahui bahwa nilai yang didapatkan dari hasil pengamatan/percobaan diketahui tidak seperti pengukuran lainnya, seharusnya arus dc yang didapatkan berkisar ± 5 mA namun dari hasil yang didapatkan dari percobaan didapati besaran arus adalah 330 mA. Berikut pun dengan hasil pengukuran tegangan dc yang didapatkan yakni 1,3 volt, seharusnya tegangan yang didapatkan pada rangkaian tersebut berkisar ±1, 9 – 2 volt. Hal-hal di atas tersebut dapat terjadi dengan beberapa kemungkinan, yakni:

1) Kesalahan pada pemilihan resistor yang dikira oleh pencoba 470 Ω; 2) Kesalahan pencoba pada saat membaca alat ukur;

3) Alat ukur yang digunakan pada saat itu adalah amperemeter dc, bukan miliampermeter dc, sehingga ketelitiannya kurang.

VII. Kesimpulan

Dari hasil percobaan di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa, dengan menggunakan satu buah diode dapat menyearah tegangan setengah gelombang. Dimana arus akan mengalir dari anoda ke katoda yang memungkinkan diode bekerja pada bias maju. Selain itu dengan penambahan beban yang berupa R (Resistor) yang berubah-ubah besarannya makan arus dc yang didapat pada sisi output diode pun akan semakin mengecil sesuai dengan penambahan besaran nilai resistansi pada resistor yang digunakan sebagai beban. Sedangkan untuk tegangannya (Vdc) akan semakin besar sesuai dengan penambahan nilai resistansi pada resistor beban.

Disamping itu pada sisi analisa pada bentuk gelombang, penambahan nilai besaran resistansi pada sisi beban akan berpengaruh pada sisi ripple gelombang output pada beban, semakin besar nilai resistansi beban atau semakin kecil akan berbeda ripple gelombangnya, pada jarak antar kedua gelombang dc tak sempurna tersebut.

VIII. Referensi

Aswardi. 2008. Kumpulan Labsheet Labor Dasar & Pengukuran Listrik Praktikum Elektronika Daya. Padang: Jurusan Teknik Elektro, FT- Universitas Negeri Padang.

Dioda, Teknik Elektro, Dioda sebagai Penyearah (

http://teknik-elektro.blogspot.com/dioda/data2/file/doc), online, diakses 13 Februari 2012