V RL
V
=17 .3
V RL
I RL
=
P RL
17 .3 =
R
=
=
10
1.73 A
I RL R = 1.73 2 x10 2
= 29.9Watt
Begitu juga untuk menghitung pada saat RL = 47kΩ:20W : V RL
=
V RL I RL
18
−
0.7
V
=17 .3
V RL =
17.3 =
R
P RL
=
=
47000
0.33mA
I RL R = 0.33 mA 2 x47000 2
= 5.7 mW
Maka akan didapat hasil perhitungannya sebagai berikut: Tabel 1.26 Perbandingan Hasil Pengukuran dan Hasil Perhitungan
Vp Rms (V)
220
Vs(V )
R L (Ω )
18
10 47 K
Pengukuran
Perhitungan Ket
VA
VRL
VD
Vs
IRL
220
9.77 15.6 8
12.02 15.6 7
18
0.977
18
0.33 mA
220
PRL
f
9.54 5.23mW
Berdasarkan data yang diperoleh pada hasil percobaan dan hasil perhitungan maka dapat dihitung persentase kesalahannya dengan menggunakan persaaman sebagai berikut : % kesalahan =
I pengukuran I teori
I teori
−
x 100 %
untuk data IRL pertama dapat dihitung persentase kesalahannya yaitu I pengukuran
I teori
= 0.97 A = 1.73 A
% kesalahan =
I pengukuran I teori
I teori
−
x 100 %
=
0.97
−1.73
x 100 %
1.73
= 44 % Untuk data IRL kedua dapat dihitung persentase kesalahannya yaitu : = 0.33 mA
I pengukuran
I teori
= 0,36 mA
% kesalahan = =
I pengukuran
I teori
−
I teori 0.33 mA
x 100 %
−0.36 mA
0.36 mA
x 100 %
= 8.3 % Dengan cara yang sama untuk menghitung VRL maka didapat tabel perbandingan sebagai berikut:
% kesalahan = =
V pengukuran
V teori
−
V teori 9.77
−17 .3
17 .3
x 100 %
x 100 %
= 43.5 % % kesalahan = =
V pengukuran
V teori
−
V teori 15 .68
−17 .3
17 .3
x 100 %
x 100 %
= 9.4 %
Dengan cara yang tersebut, maka didapat tabel pesentase sebagai berikut: Tabel 1.27 Persentase Kesalahan
Vs (V)
RL (Ω)
Pengukuran IRL
VA
VRL
VD
IRL
VRL
10
1.73
220
9.77
12.02
0.97
47k
0.36mA
22 0
15.6 8
15.67
0.33mA
17. 3 17. 3
18
Persentase kesalahan (%)
Perhitungan PRL
IRL 44
9.54 5.23mW
VRL 43.5
8.3
9.4
b. Menggunakan 4 dioda Table 1.28 pengukuran diode penyearah gelombang penuh dengan 4 diode
Vp Rms (V)
220
Vs(V )
18
Pengukuran
R L (Ω)
Perhitungan Ket
VA
VRL
VD
10
220
47K
220
9 15.3 3
4.64 7.6 4
Vs
VRL
PRL
f
Diketahui rangkaian sebagai berikut :
Gambar 1.13 Diode Penyearah Gelombang Penuh dengan 4 Diode
Untuk menghitung I RL , V RL I RL
P RL
=
=
E
I D
=
2
V RL
,
; V D =
V RL
I RL R
R
P RL
dapat digunakan persamaan berikut : V
= 0.7
Sehingga untuk menghitung pada saat RL = 10Ω:20W : : V RL
V RL I RL
P RL
=
18
−
0.7
V
=17 .3
V RL =
17 .3 =
R
=
10
=
1.73 A
I RL R = 1.73 2 x10 2
= 29.9Watt
Begitu juga untuk menghitung pada saat RL = 47kΩ:20W : V RL
V RL I RL
P RL
=
18
−
0.7
V
=17 .3
V RL =
17.3 =
R =
=
47000
0.33mA
I RL R = 0.33 mA 2 x47000 2
= 5.7 mW
Maka akan didapat tabel sebagai berikut Tabel 1.29 Perbandingan Hasil Perhitungan dengan Hasil Percobaan
Pengukuran Vp
VS
Rms
(V
(V)
)
220
18
RL
Perhitungan
Multimeter Digital
(Ω)
Ket
IRL
VA
VRL
VD
10
0.97
220
9
4.64
47k
0.33mA
220
15.33
7.64
IRL
VRL
PRL
1.73
17.3
29.9
0.36mA 17.3 5.7mW
Berdasarkan data yang diperoleh pada hasil percobaan dan hasil perhitungan maka dapat dihitung persentase kesalahannya dengan menggunakan persaaman sebagai berikut :
% kesalahan =
I pengukuran I teori
I teori
−
x 100 %
I pengukuran
I teori
= 0.97 A = 1.73 A
% kesalahan = =
I pengukuran
I teori
−
I teori 0.97
−1.73
x 100 %
x 100 %
1.73
= 44 % Untuk data IRL kedua dapat dihitung persentase kesalahannya yaitu : = 0.33 mA
I pengukuran
I teori
= 0,36 mA
% kesalahan = =
I pengukuran
I teori
−
I teori 0.33 mA
x 100 %
−0.36 mA
0.36 mA
x 100 %
= 8.3 % Dengan cara yang sama untuk menghitung VRL maka didapat tabel perbandingan sebagai berikut:
% kesalahan = =
V pengukuran
V teori
−
V teori 9
−17 .3 17 .3
x 100 %
x 100 %
= 47.9 % % kesalahan = =
V pengukuran
V teori
−
V teori 15 .33
−17 .3
17 .3
= 11.4 %
x 100 %
x 100 %
Dengan cara yang sama untuk menghitung V RL, maka didapat tabel pesentase sebagai berikut: Tabel 1.30 Persentase Kesalahan
Persentase Vs
RL
(V)
(Ω)
18
1.7
Pengukuran
Perhitungan
kesalahan (%)
IRL
VA
VRL
VD
IRL
VRL
PRL
10
0.97
220
9
4.64
1.73
17.3
29.9
47k
0.33mA
220
15.33
7.64
Jawaban Pertanyaan :
1. Grafik Id terhadapVD
0.36mA 17.3 5.7mW
IRL 44
VRL 47.9
8.3
11.4
2.
Untuk Mengetahui baik buruknya dioda Untuk Mengetahui baik buruknya dioda,perlu melakukan pegukuran.
Dengan menggunakan ohm meter, dapat diketahui baik buruknya dioda tersebut. Dengan menggunakan prinsip forward bias maupun reverse bias. Untuk dioda penyearah seperti dioda silicon dan germanium, kita memakai prinsip bias voltage untuk mengukur baik buruknya dioda. Karena pada ohm meter, terminal positif alat ukur berpolaritas negative, sedangkan terminal negative alat ukur bermuatan positif. Pada saat dibias maju maka tidak ada arus yang mengalir pada dioda, dan pada saat dibias mundur maka akan ada arus yang mengalir melewati dioda. Bila demikian, maka dioda masih baik. Apabila pada saat dibias maju ataupun dibias mundur tidak ada arus yang melewati dioda, maka dioda rusak/putus. Juga pada saat dibias maju ataupun dibias mundur ada arus yang melewati dioda berarti dioda rusak/bocor. Pada dioda zener agak lain dari dioda penyearah diatas. Dioda zener apabila dibias maju ada arus yang melewati dioda zener dan pada saat dibias mundur tidak ada arus yang melewati dioda zener, berarti dioda zener baik. Apabila pada saat dibias maju ataupun dibias mundur tidak ada arus yang melewati dioda zener, maka dioda zener rusak/putus. Juga pada saat dibias maju ataupun dibias mundur ada arus yang melewati dioda zener berarti dioda zener rusak/bocor.
Jadi apabila terdapat atau terbaca suatu nilai pada salah saru resistansi dioda yaitu saat bias maju saja atau bias mundur saja maka dipastikan bahwa dioda tersebut dalam keadaan baik sehingga dapat digunakan. Namun apabila terdapat nilai saat bias maju dan saat bias mundur atau tidak terdapat nilai pada saat kedua resistansi (referse dan forward) maka dioda dalam kondisi buruk dan tidak dapat digunakan lagi. 4.
Cara kerja rangkaian pelipat ganda tegangan : a. Cara kerja Penyearah Diode Setengah Gelombang Perhatikan rangkaian pada gambar 1.92 a, dimana sumber masukan
sinusoida dihubungkan dengan beban resistor melalui sebuah diode. Untuk sementara kita menganggap keadaan ideal, dimana hambatan masukan sinusoida sama dengan nol dan diode dalam keadaan hubung singkat saat berpanjar maju dan keadaan hubung terbuka saat berpanjar mundur. Besarnya keluaran akan mengikuti masukan saat masukan berada di atas “tanah” dan berharga nol saat masukan di bawah “tanah” seperti diperlihatkan pada gambar 1.92 b. Jika kita ambil harga rata-rata bentuk gelombang keluaran ini untuk beberapa periode, tentu saja hasilnya akan positif atau dengan kata lain keluaran mempunyai komponen DC.
Gambar 1.34 Penyearah setengah gelombang
b. Cara Kerja Penyearah Diode Gelombang Penuh Terdapat cara yang sangat sederhana untuk meningkatkan kuantitas keluaran positip menjadi sama dengan masukan (100%). Ini dapat dilakukan dengan menambah satu diode pada rangkaian seperti terlihat pada gambar 1.2.11. Pada saat masukan berharga negatif maka salah satu dari diode akan dalam keadaan panjar maju sehingga memberikan keluaran positif. Karena
keluaran berharga positif pada satu periode penuh, maka rangkaian ini disebut penyearah gelombang penuh. Pada gambar 1.2.11 terlihat bahwa anode pada masing-masing diode dihubungkan dengan ujung-ujung rangkaian sekunder dari transformer. Sedangkan katode masing- masing diode dihubungkan pada titik positif keluaran. Beban dari penyearah dihubungkan antara titik katode dan titik center-tap (CT) yang dalam hal ini digunakan sebaga referensi atau “tanah”.
Gambar 1.35 Keluaran dari penyearah gelombang penuh
Mekanisme
terjadinya
konduksi
pada
masing-masing
diode
tergantung pada polaritas tegangan yang terjadi pada masukan. Keadaan positif atau negatif dari masukan didasarkan pada referensi CT. Pada gambar 1.2.12 nampak bahwa pada setengah periode pertama misalnya, v1 berharga positif dan v2 berharga negatif, ini menyebabkan D1 berkonduksi (bias maju) dan D2 tidak berkonduksi (bias mundur). Pada setengah periode ini arus
i D1
mengalir dan menghasilkan keluaran yang akan nampak pada hambatan beban. Pada setengah periode berikutnya, v2 berharga positif dan v1 berharga negatif, menyebabkan D2 berkonduksi dan D1 tidak berkonduksi. periode ini mengalir arus i D 2
Pada setengah
dan menghasilkan keluaran yang akan nampak
pada hambatan beban. Dengan demikian selama satu periode penuh hambatan beban akan dilewati arus i
D1
tegangan keluaran DC.
dan i D 2 secara bergantian dan menghasilkan
c. Cara Kerja Penyearah Gelombang Penuh Model Jembatan Penyearah gelombang penuh model jembatan memerlukan empat buah diode. Dua diode akan berkondusi saat isyarat positif dan dua diode akan berkonduksi saat isyarat negatif.,Untuk model penyearah jembatan ini kita tidak memerlukan transformator,yang memiliki center-tap.,Seperti ditunjukkan pada gambar 8.4, bagian masukan AC dihubungkan pada,sambungan D1-D2 dan yang lainnya pada D3-D4. Katode D1 dan D3 dihubungkan, dengan keluaran positif dan anode D2 dan D4 dihubungkan dengan keluaran negative (tanah). Misalkan masukan AC pada titik A berharga positif dan B berharga negatif, maka diode D1 akan berpanjar maju dan D2 akan berpanjar mundur. Pada sambungan bawah D4 berpanjar maju dan D3 berpanjar mundur. Pada keadaan ini elektron akan mengalir dari titik B melalui D4 ke beban , melalaui D1 dan kembali ke titik A. Pada setengah periode berikutnya titik A menjadi negatif dan titik B menjadi positif. Pada kondisi ini D2 dan D3 akan berpanjar maju sedangkan D1 dan D4 akan berpanjar mundur. Aliran arus dimulai dari titik A melalui D2, ke beban, melalui D3 dan kembali ke titik B. Perlu dicatat di sini bahwa apapun polaritas titik A atau B, arus yang mengalir ke beban tetap pada arah yang sama.
Gambar 1.36 Penyearah gelombang penuh model jembatan
Rangkaian jembatan empat diode dapat ditemukan di pasaran dalam bentuk paket dengan berbagai bentuk. Secara prinsip masing-masing bentuk mempunyai dua terminal masukan AC dan dua terminal masukan DC. d. Cara Kerja Penyearah Keluaran Ganda Pada berbagai sistem elektronik diperlukan sumber daya dengan keluaran ganda sekaligus, positif dan negatif terhadap referensi (tanah). Salah satu bentuk rangkaian penyearah gelombang penuh keluaran ganda diperlihatkan pada gambar 1.95. Perhatikan bahwa keluaran berharga sama tetapi mempunyai
polaritas yang berkebalikan. Diode D1 dan D2 adalah penyearah untuk bagian keluaran positif. Keduanya dihubungkan dengan ujung transformer. Diode D3 dan D4 merupakan penyearah untuk keluaran negatif. Titik keluaran positif dan negatif diambil terhadap CT sebagai referensi atau tanah.
Gambar 1.37 Penyearah keluaran ganda
Misalkan pada setengah periode titik atas transformer berharga positif dan bagian bawah berharga negatif. Arus mengalir lewat titik B melalui D4, 2 L R , 1 L R , D1 dan kembali ke terminal A transformator. Bagian atas dari 1 L R menjadi
positif sedangkan bagian bawah 2 L R menjadi negatif. Pada setengah periode berikutnya titik atas transformer berharga negatif dan bagian bawah berharga positif. Arus mengalir lewat titik A melalui D3, 2 L R , 1 L R , D2 dan kembali ke terminal B transformator. Bagian atas dari 1 L R tetap akan positif sedangkan bagian bawah 2 L R berpolaritas negatif. Arus yang lewat 1 L R dan 2 L R mempunyai arah yang sama menghasilkan tegangan keluaran bagian atas dan bagian bawah pada 1 L R dan 2 L R .
5. Perbandingan antara perhitungan dan percobaan adalah sebagai berikut : a.
Perbandingan antara perhitungan dan percobaan Karakteristik V-I Table 1.17 Hasil Perhitungan Karakter V-I
No
Vo
Bias Forward Voltage
Bias Riverse Voltage
Dioda penyearah
Dioda Penyearah
1
1V
0, 60 Volt
1, 09 Volt
2
2V
0, 68 Volt
2,02 Volt
3
3V
0, 70 Volt
3,05 Volt
4
3V
0, 72 Volt
4,00 Volt
ket
b. Perbandingan antara perhitungan dan percobaan penyearah setengah gelombang dengan 1 diode Tabel 1.20Perbandingan pengukuran dengan perhitungan
Vp RMS
220 V
Pengukuran Dengan RL 10 ohm : 20 w 4700 ohm : 20 w
perhitungan
Vs
18
ket Vd
VRL
Va
IRL
PRL
7,30
5,5
220
0,5
7,78
7,81
220
1,66x10 4
2,6 1,3 mw
Perbandingan antara Perhitungan dan Percobaan Penyearah Setengah
c.
Gelombang dengan 2 Diode Tabel 1.23 Perbandingan pengukuran dengan perhitungan
Vp Rms (V)
Dengan RL 10Ω;20
220 d.
W
Vs
Pengukuran
(V) IRL 18
3
Perhitungan
Multimeter Digital VRL VD(CE) VA 5,5
2,2
20 8
IRL
VRL
PRL
1,5
15
22,5
Ket
-
Perbandingan antara perhitungan dan percobaan Penyearah Gelombang
Penuh dengan 2 diode
Tabel 1.26 Pengukuran diode penyearah gelombang penuh dengan 2
diode Vp Rms
220
1.8
Vs(V )
18
RL (Ω)
Pengukuran
Perhitungan Ket
VA
VRL
VD
10
220
9.77
12.02
9.54
47K
220
15.68 15.67
5.23mW
Kesimpulan
Vs
VRL
PRL
f
1.
Dioda merupakan suatu komponen elektronika yang berfungsi sebagai
penyearah dan penstabil tegangan 2.
Dari percobaan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan sebagai
berikut : Apabila terdapat atau terbaca suatu nilai pada salah satu resistansi diode yaitu saat bias maju saja atau bias mundur saja maka dipastikan bahwa diode tersebut dalam keadaan baik sehingga dapat digunakan.Namun apabila terdapat nilai saat bias maju dan saat bias mundur atau tidak terdapat nilai pada saat kedua resistansi(reverse dan forward) maka diode akan berkondisi buruk dan tidak dapat di gunakan lagi. pada percobaan yang memakai 2 dioda yang dipasang pada polaritas positif dan negative terjadi kesalahan pengukuran yang di akibatkan karena polaritas positif dan negative pada rangkaian sama-sama di beri diode ,saat diukur seakan rangkaian short /di hubung singkat sehingga hasil pengukuran tegangan menjadi 0. Ini mengakibatkan resistor menjadi panas. Pada saat mengukur Vd tidak ada tegangan negative ,karena Vd merupakan tegangan AC ,tegangan AC tidak memiliki nilai minus/negative.
1.9
Daftar Referensi Buku.