LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA
Mata kuliah : Praktikum Elektronika Dasar
JUDUL PERCOBAAN
APLIKASI DIODA SEBAGAI PENYEARAH
OLEH :
NAMA
:
SUCI HARDIANTI
NIM
:
4121121028
Jurusan
:
FISIKA
Program
:
PENDIDIKAN (S-1)
Kelompok
:
VI (ENAM)
Tgl. Pelaksanaan
:
7 OKTOBER 2013
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
I . JUDUL PERCOBAAN
: APLIKASI DIODA SEBAGAI PENYEARAH
II. TUJUAN PERCOBAAN :
1. Membuat rangkaian yang dapat digunakan sebagai penyearah setengah gelombang 2. Membuat rangkaian yang dapat digunakan sebagai penyearah gelombang penuh 3. Membuat rangkaian percobaan dengan menggunakan empat buah dioda dala m susunan jembatan ( bridge ) dapat menghasilkan gelombang penuh yang disearahkan. 4. Dapat mengukur besaran tegangan hasil penyearahan dan bentuk gelombang pada osiloskop. 5. Mengetahui perbedaan dari gelombang penuh dan setengah s etengah gelombang.
III. TINJAUAN TEORITIS A. Penyearah Seri Setengah Gelombang
Salah satu penggunaan umum dida adalah untuk aplikasi penyearah. Rangkaian penyearah seri setengah gelombang (half-wife) merupakan rangkaian penyearah yang yang paling sederhana . Kita asumsikan bahwa sumber tegangannya atau resistansi dalamnya sangat rendah bila dibandingkan terhadap RL. ( Dayat.2005) Penyearah setengah gelombang adalah rangkaian yang mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC berdenyut. Sumber tegangan AC yang biasa digunakan adalah transformator penurun tegangan (step down). Pada siklus positif dari tegangan masukan, dioda akan dibias maju ( forward forward bias) bias) dan pada siklus negatif dari tegangan masukan, dioda akan dibias mundur (reverse (reverse bias). bias).
Gambar 1.1. 1.1. Rangkaian penyearah penyearah setengah setengah gelombang gelombang
Tegangan yang muncul di R1 merupakan tegangan DC berdenyut yang memiliki nilai efektif Vrms =
V M 2
untuk VM = tegangan maksimum. ( Edwin.1995)
B. Penyearah Seri Gelombang Penuh
Dalam banyak aplikasi catu daya , digunakan suatu transformator daya dengan dua dioda atau dioda ganda dalam rangkaian penyearah gelombang penuh seperti ditunjukkan gambar di bawah ini . Gambar 1.2 menunjukkan rangkaian penyearah gelombang penuh. Pada siklus positif tegangan masukan, D2 dan D3 dibias maju dan selama siklus negatif, dioda D1 dan D4 dibias maju. Arus yang mengalir melalui tahanan beban memiliki arah yang sama kedua setengah siklus tersebut.(SW, Thomas.2002 )
Gambar 1.2. Rangkaian penyearah gelombang penuh.
C. Penyearah Jembatan Dioda
Rangkaian filter digunakan untuk mengubah sinyal keluaran penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh menjadi tegangan DC yang memiliki ripple kecil. Hal ini dapat diterapkan pada rangkaian sebelumnya dengan menambahkan komponen berupa kapasitor yang dapat menyimpan muatan ketika potensial naik dan melepaskan muatan pada saat potensial turun. ( Zainal,M.2010)
Gambar 1.3. Rangkaian penyearah dengan filter C
Penyearah jembatan adalah penyearah gelombang penuh yang menggunakan empat buah dioda . Pada penyearah yang disusun pada setiap setengah gelombang keluaran yang berbeda akan bekerja masing-masing dua buah dioda dioda secara deret. Keuntungan penyearah jembatan ini tidak memerlukan titik tengah pada gulungan kawat sekundernya. Dua buah dioda yang dipasang deret akan menahan tegangan terbalik maksimum pada masing-masing dioda. ( Zulkarnain.2011)
IV. ALAT DAN BAHAN A. ALAT
NO.
NAMA ALAT
JUMLAH
1.
OSILOSKOP
1 BUAH
B. BAHAN
NO.
NAMA BAHAN
JUMLAH
1
TRANSFORMATOR 12V
1 BUAH
2
DIODA IN 4001
4 BUAH
3
RESISTOR 10 K Ω / 0,5 W
1 BUAH
4
BREAD BOARD
1 BUAH
5
CAPIT BUAYA
SECUKUPNYA
V. PROSEDUR PERCOBAAN NO.
PROSEDUR PERCOBAAN
GAMBAR
A.Percobaan A.Percobaan Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang
1
Menyusun rangkaian seperti
gambar di
samping sebelum dihubungkan ke jaringan PLN. 2
Menghubungkan Menghubungkan
jaringan jaringan
PLN
dengan
rangkaian. 3
Menempatkan osiloskop membentangi RL , mengamati
bentuk
gelombang
output
rangkaian dan memperhatikan polaritasnya. 4
Merekam amplitudo dari tegangan ( besar tegangan dan bentuknya ) yang tampak di layar osiloskop pada lembar data pengamatan dan mencatat frekuensinya.
5
Memutuskan hubungan rangkaian dengan jaringan PLN .
6
Membalik
arah
dioda
dalam
rangkaian
dengan jaringan PLN. 7
Menghubungkan Menghubungkan rangkaian dengan jaringan PLN.
8
Mengamati amplitudo dari tegangan yang tampak
di
layar
osiloskop
kemudian
memutuskan jaringan PLN. B.Percobaan Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh
1
Menyusun rangkaian
seperti
gambar di
samping, sebelum dihubungkan ke jaringan PLN. 2
Menghubungkan Menghubungkan rangkaian ke jaringan PLN.
3
Menempatkan osiloskop membentangi RL,
mengamati
bentuk
gelombang
output
rangkaian dan perhatikan polaritasnya. 4
Merekam amplitudo dari tegangan (besar tegangan ) dan bentuknya yang tampak di layar osiloskop pada lembar data pengamatan dan frekuensinya.
5
Memutuskan hubungan rangkaian dengan jaringan PLN.
6
Membalik arah kedua dioda dalam rangkaian .
7
Menghubungkan Menghubungkan rangkaian dengan jaringan PLN.
8
Mengamati amplitudo dari tegangan yang tampak
di
layar
osiloskop
dan
juga
frekuensinya. 9
Memutuskan hubungan rangkaian dengan jaringan PLN. C. Percobaan Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh dengan Rangkaian Jembatan
1
Menyusun rangkaian
seperti
gambar di
samping, sebelum dihubungkan ke jaringan PLN. 2
Menghubungkan Menghubungkan rangkaian ke jaringan PLN.
3
Menempatkan osiloskop membentangi RL, mengamati
bentuk
gelombang
output
rangkaian dan perhatikan polaritasnya. 4
Merekam amplitudo dari tegangan (besar tegangan ) dan bentuknya yang tampak di layar osiloskop pada lembar data pengamatan dan frekuensinya.
5
Memutuskan hubungan rangkaian dengan jaringan PLN .
6
Membalik arah kedua dioda dalam rangkaian .
7
Menghubungkan Menghubungkan rangkaian dengan jaringan PLN.
8
Mengamati amplitudo dari tegangan yang tampak
di
layar
osiloskop
dan
juga
frekuensinya. 9
Memutuskan hubungan rangkaian dengan jaringan PLN.
VI. HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN
:
1. Data Percobaan Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang Hasil Percobaan
x
y
Time/div
Volt/div
Probe
Input
4
7
5 ms
5V
1
Output
4
3,8
5 ms
5V
1
PEMBAHASAN :
Input
Vpp = Y . V/div . Probe =7.5V.1 = 35 Volt
Vdc =
=
= 12,4 Volt
% kesalahan = =
x 100%
= 3,3 %
x 100%
Output
V in = V out Tegangan masukan sama dengan tegangan keluaran karena gelombang masukan pada rangkaian setengah gelombang berupa sinusoidal dan gelombang keluaran akan menjadi setengah gelombang. Vpp = Y . V/div . Probe = 3,8 . 5 V . 1 = 19 V
= = 6,05 V
Vdc =
% kesalahan =
x 100%
=
x 100%
= 4,9 % F in = F out Frekuensi Input = Frakuensi Output disebabkan karena jarak dari puncak ke puncak sama. T = X . Time /div = 4 . 5 ms = 20 ms = 0,02 s
f= =
= 50 Hz ( Praktek )
f teori (PLN ) = 50 Hz % kesalahan = =
x 100%
= 0 %
x 100%
2. Data Percobaan Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh
Hasil Percobaan
x
y
Time/div
Volt/div
Probe
Input
4
7
5 ms
5V
1
Output
2
1,8
5 ms
5V
1
Input
Vpp = Y . V/div . Probe =7.5V.1 = 35 Volt
Vdc =
=
= 12,4 Volt
% kesalahan = =
x 100%
x 100%
= 3,3 %
Output
V in = V out Tegangan masukan sama dengan tegangan keluaran karena gelombang masukan pada rangkaian setengah gelombang berupa sinusoidal dan gelombang keluaran akan menjadi setengah gelombang. Vpp = Y . V/div . Probe = 1,8 . 5 V . 1 =9V
= = 3,19 V
Vdc =
% kesalahan =
x 100%
=
x 100%
= 7,3 % F in = ½ F out Frekuensi sinyal keluaran gelombang penuh adalah dua kali frekuensi masukan . Hal ini dikarenakan sebuah keluaran gelombang penuh mempunyai dua kali periode masukan gelombang sinus. T = X . Time /div = 2 . 5 ms = 10 ms = 0,01 s
f= =
= 100 Hz ( Praktek )
f teori (PLN ) = 50 Hz = f in maka f out = 2 x f in = 2x 50 Hz = 100 Hz % kesalahan = =
x 100%
= 0 %
x 100%
3. Data Percobaan Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh dengan Rangkaian Jembatan
Hasil Percobaan
x
y
Time/div
Volt/div
Probe
Input
4
7
5 ms
5V
1
Output
2
3,4
5 ms
5V
1
Input
Vpp = Y . V/div . Probe =7.5V.1 = 35 Volt
Vdc =
=
= 11,1 Volt
% kesalahan = =
x 100%
x 100%
= 7,1 %
Output
V in = V out Tegangan masukan sama dengan tegangan keluaran karena gelombang masukan pada rangkaian setengah gelombang berupa sinusoidal dan gelombang keluaran akan menjadi setengah gelombang. Vpp = Y . V/div . Probe = 3,4 . 5 V . 1 = 17 V
= = 5,4 V
Vdc =
% kesalahan =
x 100%
=
x 100%
= 5,5 % F in = ½ F out Frekuensi sinyal keluaran gelombang penuh adalah dua kali frekuensi masukan . Hal ini dikarenakan sebuah keluaran gelombang penuh mempunyai dua kali periode masukan gelombang sinus. T = X . Time /div = 2 . 5 ms = 10 ms = 0,01 s
f= =
= 100 Hz ( Praktek )
f teori (PLN ) = 50 Hz = f in maka f out = 2 x f in = 2x 50 Hz = 100 Hz % kesalahan = =
x 100%
= 0 %
x 100%
Hasil Pengamatan pada Osiloskop
Gbr. Penyearah Setengah Gelombang 2 1.5
1.8
1.8
1 0.5 0 -0.5
0
1
0 2
3
0 4
5
0 6
7
0 8
-1 -1.5 -2
-1.8
-1.8
Grafik Gelombang Penuh Penuh dengan 2 Dioda
Gbr. Gelombang Penuh dengan Jembatan
VII. KESIMPULAN
:
1. Aplikasi dioda sebagai penyearah untuk mengubah arus AC ke DC. 2. Rangkaian penyearah berguna untuk mengubah AC menjadi DC sehingga dalam rangkaian hanya mengalir satu arus saja. 3. Osiloskop berguna untuk mengukur arus atau tegangan rata-rata serta besar frekuensi gelombang yang dihasilkan oleh sumbernya. 4. Kapasitor dalam penyearah arus berfungsi menyimpan tenaga listrik dalam waktu tertentu ( sementara) tanpa disertai reaksi kimianya. 5. Tegangan dengan menggunakan perata lebih kecil daripada tidak mengenakan perata karena arus yang mengalir ditahan atau disimpan, dimana perata atau kapasitor dalam penyearah berfungsi untuk menyimpan tenaga listrik dalam waktu tertentu (sementara) tanpa disertai reaksi kimianya , sedangkan jika penyearah arus tanpa perata atau kapasitor arus mengalir langsung. 6. Penyearah setengah gelombang dapat menghasilkan pulsa DC positif atau negatif, penyearah gelombang penuh dapat dapat menghasilkan DC positif atau negatif. 7. Pada gelombang penuh dengan dengan jembatan digunakan jembatan (bridge)
untuk
menentukan tegangan dan arusnya. VIII. DAFTAR PUSTAKA
:
CL, Edwin . 1995 . Rangkaian Elektronika Edisi S1 . S1 . jakarta : Erlangga Dayat . 2005 . Pengetahuan . Pengetahuan Teknik Elektronika . Elektronika . Jakarta : Bumi Aksara SW , Thomas . 2002 . Elektronika Dasar . . Jakarta : Salemba Zainal , M . 2010 . Teknik Dasar Listrik . . Bandung : ITB Zulkarnain . 2011 . Aplikasi . Aplikasi Listrik Untuk Teknik . Jakarta : UNJ Medan, 9 Desember 2013 DOSEN / ASISTEN
IRPAN AFANDI NIP/NIM : 411640002
PRAKTIKAN
SUCI HARDIANTI NIM : 4121121028
