LABORATORIUM KONVERSI ENERGI ELEKTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG
2023
LEMBAR ASISTENSI PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA Judul Percobaan : PENYEARAH TAK TERKENDALI
Nama Asisten : 1. Reyzal Effendy Nur Ardiansyah 2015031034 2. Altika Zulfa Kurniawan 2015031037 3. Kenya Excellentia Kines 2015031059 Nama Praktikan : Mahendra Panca Haganta S.M 2115031080
Kelompok : 4
No Catatan Tanggal TTD
Bandar Lampung, 2023 Asisten,
NPM.
I. JUDUL PERCOBAAN
PENYEARAH TAK TERKENDALI
II. TUJUAN PERCOBAAN
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah :
1. Mahasiswa memahami rangkaian penyearah satu fasa setengah gelombang dan gelombang penuh tak terkendali.
2. Mahasiswa memahami karakteristik penyearah satu fasa setengah gelombang dan gelombang penuh tak terkendali dengan berbagai variasi beban.
3. Mahasiswa memahami bentuk gelombang input dan output penyearah satu fasa setengah gelombang dan gelombang penuh tak terkendali pada beban yang bervariasi.
III. TEORI DASAR
Dioda adalah sebuah komponen elektronik yang memiliki dua terminal dan memungkinkan arus listrik untuk mengalir hanya dalam satu arah. Ini berfungsi sebagai konduktor listrik yang hanya memungkinkan arus bergerak dari anoda ke katoda dan mencegah arus bergerak sebaliknya[ CITATION Ada11 \l 1033 ]. Dioda umumnya terbuat dari bahan semikonduktor seperti silicon atau germanium. Terdapat beberapa tipe dioda yang berbeda yang masing-masing memiliki karakteristik dan kegunaannya yaitu :
a. Dioda Penyearah (Rectifier Diode)
Dioda ini digunakan untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC) dengan arus mengalir dalam satu arah. Dioda penyearah sangat penting dalam hal rangkaian daya dan sirkuit penyearah.
b. Dioda Zener
Dioda ini digunakan untuk mempertahankan tegangan tertentu di sepanjang jangkauan arus maju tertentu. Dioda zener sering digunakan dalam rangkaian regulator tegangan dan perlindungan dari lonjakan tegangan.
c. Dioda Emiter Terbuka (LED)
Merupakan dioda yang menghasilkan cahaya ketika dialiri oleh arus listrik. LED digunakan secara luas dalam perangkat elektronik, penerangan, dan lain sebagainya.
d. Dioda Foto (Photodiode)
Dioda ini digunakan untuk merespons cahaya, mengubah energi cahaya menjadi arus listrik.
Photodiode banyak digunakan dalam sensor cahaya, pengukuran cahaya, dan aplikasi lainnya.
e. Dioda Tunnel
Dioda tunnel adalah dioda yang menunjukkan konduktivitas listrik yang sangat tinggi ketika terpolarisasi secara terbalik. Dioda ini menunjukkan fenomena kuantum di mana elektron dapat melewati struktur p-n junction dengan energi yang lebih rendah dari yang seharusnya diperlukan dalam dioda semikonduktor biasa. Dioda ini sering digunakan dalam rangkaian frekuensi tinggi, pemancar, dan detektor gelombang mikro.
Penyearah tak terkendali adalah suatu rangkaian yang mampu mengubah arus bolak – balik menjadi arus searah tetapi tidak bisa diatur untuk mendapatkan outputnya. Rangkaian penyearah tidak terkendali menggunakan diode, thyristor ditambah tegangan keluaran yang dikeluarkan belum bisa diatur dan tidak dapat dipicu menggunakan sudut. Dalam rangkaian penyearah tak terkendali terdapat dua metode penyearah, yaitu penyearah setengah gelombang (Half Wave Rectifier) dan penyearah gelombang penuh (Full Wave Rectifier)[ CITATION Muh19 \l 1033 ] Dalam pemanfaatannya, penyearah tak terkendali terbagi menjadi penyearah tak terkendali satu fasa dan penyearah tak terkendali tiga fasa. Penyearah satu fasa merupakan rangkaian penyearah daya dengan sumber masukan tegangan bolak-balik satu fasa. Rangkaian penyearahan dapat dilakukan dalam bentuk penyearah setengah gelombang (Half Wave) dan penyearah gelombang penuh (full wave). Pembebanan pada rangkaian penyearah daya umumnya dipasang beban resistif atau beban resistif induktif. Penyearah tiga fasa merupakan rangkaian penyearah daya dengan sumber masukan tegangan bolak-balik tiga fasa. Ada dua jenis penyearah tak terkendali yang umum digunakan:
1. Penyearah Setengah Gelombang (Half-Wave Rectifier):
Pada penyearah setengah gelombang, hanya setengah dari gelombang AC diubah menjadi DC.
Ini dicapai dengan menggunakan satu dioda.
Diode hanya mengizinkan aliran arus dalam satu arah selama satu siklus gelombang AC, biasanya positif, dan sinyal negatif dihentikan.
Hasilnya adalah pulsa DC yang memiliki "puncak" selama setengah dari satu siklus AC.
2. Penyearah Penuh Gelombang (Full-Wave Rectifier):
Penyearah penuh gelombang menggunakan dua dioda untuk mengubah seluruh gelombang AC menjadi pulsa DC.
Dalam penyearah penuh gelombang, baik siklus positif maupun negatif dari gelombang AC diubah menjadi DC.
Hasilnya adalah pulsa DC yang lebih halus dan memiliki dua "puncak" per siklus AC.
Rangkaian penyearah dapat dilakukan dalam bentuk penyearah setengah gelombang (half wave) dan penyarah gelombang penuh (full wave). Rangkaian penyearah satu phasa setengah gelombang hanya memiliki satu buah diode dan trafo. Meskipun jarang digunakan tetapi penyearah ini paling mudah untuk mendeskripsikan bagaimana penyearahan bekerja. Adapun rangkaian dari penyearah satu phasa setengah gelombang adalah sebagai berikut ini :
Gambar 3.1 rangkaian penyearah setengah gelombang
Dalam rangkaian penyearah setegah gelombang, terdapat diode seperti yang telah ditunjukkan.
Dioda ini akan bekerja secara bias maju dan bias mundur. Saat setengah gelombang positif tegangan sumber, mengalir melalui diode yang akan bekerja secara forward bias atau bias maju, yaitu dimana tegangan dari sumber akan mengalir melalui anoda menuju ke katoda. Idealnya teganga keluaran yang sampai ke beban dengan tegangan sumber, namun karena adanya potensial barier barier dan resistansi resistansi maju pada dioda serta resistansi resistansi dalam belitan
belitan sekunder sekunder transformator, maka tegangan yang sampai ke beban akan berkurang sebesar tegangan jatuh pada dioda dan resistansi resistansi dalam transformator. Sedangkan dalam keadaan saat setengah gelombang negatif tegangan sumber, diode akan bekerja secara reverse bias.
Hal ini karena dioda akan mendapatkan tegangan lebih negatif dari katoda. Sehingga arus tidak akan dialirkan[ CITATION Eva19 \l 1033 ] Pada keadaan ini diode menahan tegangan sumber.
Sehingga bentuk gelombang keluarannya akan sebagai berikut :
Gambar 3.2 gelombang keluaran rangkaian penyearah
Hasil akhirnya adalah sinyal DC yang berisi puncak positif dari gelombang AC, dan sinyal ini tidak stabil karena hanya mengambil setengah dari energi siklus AC. Untuk menghasilkan tegangan DC yang lebih halus dan stabil, biasanya digunakan penyearah penuh gelombang (full-wave rectifier) yang menggunakan dua dioda dan mengambil keuntungan dari seluruh siklus AC.
Rangkaian penyearah gelombang penuh adalah salah satu rangkaian yang digunakan untuk menyearahkan gelombang ac menjadi gelombang dc. Rangkaian penyearah gelombang penuh adalah salah satu cara untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC) dengan memanfaatkan seluruh gelombang AC. [ CITATION Fad18 \l 1033 ] Dalam penyearahan ini digunakan empat dioda atau sering di sebut dengan dioda jembatan. Adapun rangkaian dari diode jembatan adalah sebagai berikut :
Gambar 8.3 rangkaian penyearah diode bridge/Jembatan
Dari rangkaian di atas dapat dilihat bahwa rangkaian terdiri dari 4 dioda, yaitu diode 1, diode 2, diode 3, dan diode 4. Dari keempat diode kerjanya akan dibagi menjadi dua. Pada saat setengah siklus positif dari sumber akan mengalir ke D1 yang mengalami bias maju dan akan terpecah saat di D4 karena diode mengalami reverse bias. setelah melewati D1 maka akan melewati beban untuk menuju ke negative sumber. Sebelum sampai di negative sumber maka, arus akan melewati D2 terlebih dahulu. Sehingga salam siklus positif yang bekerja hanya D1 dan D2. Selanjutnya saat setengah siklus negative bekerja, maka akan mengalir melewati D3 yang bekerja secara bias maju dan terpecah di D2 yang mengalami bias mundur. Selanjutnya dari D3 akan mengalir melewati beban serta menuju positif sumber yang sebelumnya melewati D4. Sehingga dalam siklus negatif, terdapat diode 3 dan diode 4 yang bekerja. Hasilnya adalah sinyal DC yang memiliki dua "puncak"
per siklus AC, yang menjadikannya lebih stabil daripada penyearah setengah gelombang. Namun, tegangan DC yang dihasilkan masih memiliki beberapa fluktuasi, dan untuk menghasilkan tegangan DC yang lebih halus dan stabil, Anda mungkin perlu menggunakan komponen tambahan seperti kapasitor filter dan regulator tegangan. Dari rangkaian diatas maka akan dihasilkan gelombang sebagai berikut :
Gambar 8.4 gelombang Output rangkaian penyearah jembatan/ bridge
Dioda adalah salah satu komponen elektronik yang memiliki berbagai fungsi bergantung pada cara dioda digunakan. Fungsi utama dioda adalah mengizinkan arus listrik mengalir hanya dalam satu arah, sementara menghalangi arus dalam arah sebaliknya. Berikut beberapa fungsi dioda yang umum:
1. Penyearah (Rectification): Dioda digunakan untuk mengubah arus listrik AC (Arus Bolak- Balik) menjadi arus DC (Arus Searah) dengan cara memungkinkan aliran arus hanya dalam satu arah. Ini sangat penting dalam catu daya dan perangkat elektronik yang memerlukan arus searah.
2. Pelindung Pemutusan Balik (Reverse Voltage Protection): Dioda dapat digunakan untuk melindungi komponen elektronik dari tegangan balik yang dapat merusaknya. Dalam kasus seperti ini, dioda ditempatkan searah dengan komponen yang akan dilindungi, sehingga jika ada tegangan balik, dioda akan mencegah arus mengalir ke komponen tersebut.
IV. ALAT DAN BAHAN
Adapun alat dan bahan pada praktikum ini adalah sebagai berikut:
1. Power supply 2. Dioda Silikon 3. Resistor load 4. Induktor
5. Kapasitor 6. Volmeter 7. Amperemeter 8. Osiloskop 9. Kabel jumper
V. RANGKAIAN PERCOBAAN
Adapun rangkaian percobaan pada praktikum ini adalah sebagai berikut:
5.1 Penyearah Setengah Gelombang
5.1.1 Rangkaian Percobaan Dengan Beban R
Gambar 5.1.1 Rangkaian Percobaan Dengan Beban R
5.1.2 Rangkaian Percobaan Dengan Beban RL
Gambar 5.1.2 Rangkaian Percobaan Dengan Beban RL
5.2 Penyearah Gelombang Penuh
5.2.1 Rangkaian Percobaan Dengan Beban R
Gambar 5.2.1 Rangkaian Percobaan Dengan Beban R
5.2.2 Rangkaian Percobaan Dengan Filter RL
Gambar 5.2.2 Rangkaian Percobaan Dengan Filter RL
VI. PROSEDUR PERCOBAAN
Adapun prosedur percobaan pada praktikum ini adalah sebagai berikut:
6.1 Penyearah Setengah Gelombang 6.1.1 Percobaan dengan beban Resistor
1. Rakitlah alat dan bahan seperti Gambar 5.1.1.
2. Kalibrasi Osiloskop
3. Hubungkan rangkaian dengan sumber
4. Sesuaikan volt/div dan time/div pada osiloskop
5. Catat hasil pengukuran dalam table dan gambarkan bentuk gelombang input dan outputnya.
6. Variasikan nilai resistor dan masukan hasilnya dalam Tabel
6.1.2 Percobaan dengan Beban Resistor dan Induktor
1. Rakitlah alat dan bahan, tambahkan beban induktor, seperti Gambar 5.1.2.
2. Kalibrasi osiloskop.
3. Hubungkan rangkaian dengan sumber.
4. Sesuaikan volt/div dan time/div pada osiloskop.
5. Catat hasil pengukuran dalam table dan gambarkan bentuk gelombang input dan outputnya.
6. Variasikan nilai induktor dan masukan hasilnya dalam Tabel.
6.2 Penyearah Gelombang Penuh 6.2.1 Percobaan dengan beban Resistor
1. Rakitlah alat dan bahan seperti Gambar 5.2.1 2. Kalibrasi Osiloskop.
3. Hubungkan rangkaian dengan sumber.
4. Sesuaikan volt/div dan time/div pada osiloskop.
5. Catat hasil pengukuran dalam table dan gambarkan bentuk gelombang input dan outputnya.
6. Variasikan nilai resistor dan masukan hasilnya dalam Tabel.
6.2.2 Percobaan dengan filter RL
1. Rakitlah alat dan bahan seperti Gambar 5.2.2.
2. Kalibrasi Osiloskop.
3. Hubungkan rangkaian dengan sumber.
4. Sesuaikan volt/div dan time/div pada osiloskop.
5. Catat hasil pengukuran dalam table dan gambarkan bentuk gelombang input dan outputnya.
6. Variasikan nilai resistor dan Induktor dan masukan hasilnya dalam Tabel.
DAFTAR PUSTAKA
[1] M. A. A. Hafid, "PENYEARAH TAK TERKENDALI," jurnal elektro, pp. 7-9, 2019.
[2] C. P. B. K. I. P. C. G. Evangelista Nangka, "PENYEARAH TIDAK TERKONTROL (UNCONTROLLED RECTIFIER)," jurnal elektronika daya, pp. 12-14, 2019.
[3] N. H. d. A. Fadliondi, "Simulasi dan Pembuatan Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh dengan Trafo Center Tapped dengan Memakai Perangkat Lunak LT SPICE," jurnal RESISTOR (elektRonika kEndali telekomunikaSI tenaga liSTrik kOmputeR), vol. Vol. 2 No. 1, p. 22, 2018.
[4] T. B. Yosi Apriani, "INVERTER BERBASIS ACCUMULATOR SEBAGAI ALTERNATIF PENGHEMAT DAYA LISTRIK RUMAH TANGGA," Jurnal Surya Energy , vol. Vol. 3 No.
1, p. 124, September 2018.
