LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA 1 MODUL 07 KARAKTERISTIK DIODA PENYEARAH DAN FILTER
Kelas
: Tekkom A prak.1
Kelompok
:6
Nama
: Decka Mahayuni
NIM
: J3D111079
PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK KOMPUTER DIREKTORAT PROGRAM DIPLOMA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2011
1. TUJUAN PRAKTIKUM -
-
Memahami karakteristik Dioda umum ( Si & Ge) dan Dioda Zener dan penggunaan dioda-dioda tersebut Mempelajari bermacam-macam rangkaian penapis atau filter yang bias digunakan pada suatu sumber tegangan DC
2. PERALATAN DAN KOMPONEN PERCOBAAN a. Kit praktikum b. Osiloskop c. Generator sinyal d. Multimeter e. Kabel penghubung f. Komponen : -D,D1,D2,D3,D4,D5 = 1N 4002
- D6 = IN 60 - DZ = 5,2 Volt - RL = Potensio 10 kΩ - R1 = 10 Ω / 5 Watt - R2 = 180 Ω / 5 Watt - C1, C3 = 1000 µF / 50 Volt - C2, C4 = 2200 µF / 50 Volt - L 1 = 2,5 mH / 1 A
3. TEORI PENUNJANG
Penggunaan dioda yang paling umum adalah sebagai penyearah. Dioda menyearahkan tegangan AC hingga berubah menjadi t egangan DC. Persamaan penyearahan memperlihatkan tegangan DC (volt) yang dihasilkan oleh penyearah dengan dioda ini adalah : Vdc = Vm -
dan Ro =
.............................................................
Dimana Vm adalah tegangan puncak maksimum AC (volt), f adalah frekuensi dari sinyal AC (Hz), dan C adalah besar kapasitor yang terpasang dan berfungsi sebagai filter di keluaran penyearah (F,farad). Tegangan dc ideal adalah yang memiliki nilai Ro = 0. Dari persamaan terlihat bahwa kondisi ini terpenuhi dengan memasangkan kapasitansi C sebesar mungkin. Proses penyearahan menghasilkan tegangan DC yang masih mengandung riak atau ripple (ripple),yaitu tegangan AC kecil yang menumpang diatas sinyal DC. Dengan C besar,dimasukkan untuk menekan tegangan ripel serendah mungkin. Selain itu C berfungsi sebagai regulator (penstabil) yang keluar dalam percobaan ini kita akan mencari nilai tahanan keluaran rangkaian sumber tegangan DC, Ro, dan membandingkan Ro untuk berbagai bentuk filter, dan melihat pengaruh pada besar tegangan ripel.
Karakteristik Dioda
Dalam percobaan ini akan kita amati karakteristik I-V dari tiga jenis diode yaitu diode Ge, diode Si dan diode Zener . Kedua diode pertama adalah diode umum yang berbeda berdasarkan bahannya ( germanium dan silicon). Dioda ketiga adalah diode silicon yang dibuat khusus, yaitu sebagai penstabil tegangan DC. Dengan menggunakan rangkaian pada kit praktikum yang tersedia,amati dan pahami : tegangan nyala diode ( cut-in) dan tegangan rusak (breakdown). Dari kurva karakteristik yang diperoleh,dapat kita hitung juga besar resistansi dinamis dioda pada suatu titik kerja dikurva. Terakhir ialah mempelajari penggunaan diode berdasarkan karakteristik tersebut.
Penyearah
Dalam percobaan,diamati tiga jenis penyearah gelombang sinus,yaitu penyearah gelombang setengah ( half-wafe), penyearah gelombang penuh ( full-wafe) menggunakan transformator tanpa center tap (dengan rangkain jembatan). Menggunakan kit praktikum yang tersedia,diamati dan dipahami : A. Perbedaan penyearah gelombang setengah dan gelombang penuh B. Pengaruh tegangan nyala atau cut-in serta bentuk karakteristik diode pada keluaran. C. Pengaruh beban untuk masing-masing penyearah
Filter Dalam percobaan ini hanya akan kita amati beberapa jenis filter, khususnya tipe RC, yaitu filter C, filter R-C, dan filter C-R-C.
4. TUGAS PENDAHULUAN 1. Turunkan persamaan (1) penyerahan diatas 2. Carilah Besar R 0 untuk filter C = 1000 µF dan frekuensi input 50 Hz (penyearah jembatan) 3. Jelaskan bagaimana cara memperoleh R 0 4. Carilah apa keuntungan dari penambahan komponen L (filter LC dan filter CLC) dibandingkan filter C,RC, dan CRC ?
Jawab ; 1. Vdc = Vm 2. R0 =
R0 =
dan Ro =
R0 = 0,000005 3. R0 dapat diperoleh dengan cara mencari frekuensi dan besar kapasitor yang digunakan pada sebuah rangkaian yang menghasilkan tegangan puncak maksimum . 4.
5. PELAKSANAAN PERCOBAAN a. Karakteristik dioda
Y
R2
Dz
X
a. Buatlah rangkaian seperti gambar diatas b. Sumber tegangan didapatkan dari function generator dengan tegangan sebesar 6V AC dan frekuensi 50 Hz c. Hubungkan terminal X dan Y kekanal osiloskop d. Dengan mengubah-ubah besar tegangan masukan Vi amati dan catat tegangan cut-in,tegangan breakdown dan bentuk karakteristik diode e. Ulangi untuk beberapa jenis diode lainnnya (D5 & D6)
b. Penyearah dan Filter
D
+ Gambar - Penyearah C1
RL
setengah gelombang
a. Buatlah rangkaian penyearah setengah gelombang seperti gambar diatas b. Hubungkan function generator dengan rangkaian (besar tegangan 6V AC/50 Hz), pasang beban berupa variable resistor, dengan keluaran rangkaian adalah Vo c. Amati secara kualitatif bentuk gelombang, frekuensi gelombang, dan pengaruh pemasangan C (C1 dan C2) terhadap tegangan tripel d. Untuk suatu nilai C konstan, ubah besarnya beban dan amati pengaruhnya pada tegangan tripel
e. Buat rangkaian penyearah gelombang penuh seperti pada gambar dibawah ini
C1
RL
Gambar – rangkaian penyearah gelombang penuh.
f. Amati secara kualitatif bentuk dan frekuensi gelombangnya g. Pasanglah sebuah nilai C yang lain dan amati bentuk ripelnya dan amati juga pengaruh pemebebana pada bentuk ripelnya h. Pengukuran Ro : Lepaskan beban, ukur dengan multimeter tegangan keluarannya (maksimum 10 volt DC). Hubungkan kembali beban dan aturlah hingga diperoleh tegangan output = ½ tegangan hasil pengukuran diatas. Resistansi keluaran rangkaian Ro besar tahanan RL i. Gantilah Filternya dengan filter C-R-C (gambar berikut) dengan memasang penghubung yang sesuai, ulangi langkah percobaan (g – i)
R1
C1
C3
RL
6. HASIL PERCOBAAN a. Karakteristik Dioda X
R2
Y Jenis Dioda
Tegangan Cut-in
Tegangan breakdown
Zener 1N 4002 1N 60
6,2 v
100
Karakteristik Dioda
Dioda zener Dioda silicon
Vi
7,2 v 143 v
Dioda Germanium
b. Penyearah dan Filter -
Penyearah setengah-gelombang ( half wave rectifier )
D C1
RL
Vo
Bentuk Gelombang Keluaran (6 VAC 50 Hz)
GAMBAR C1 (2200 µF, 50 V)
6 VAC 50 Hz
-
C2 (560 µF, 4 V)
Rangkaian penyearah gelombang penuh ( full wave rectifier ) 1
D1
D2
C1 D3
RL
D4
GAMBAR 6 VAC 50 Hz
C1
C2
Vo
-
Rangkaian penyearah gelombang penuh ( full wave rectifier ) 2
R1 D1
D2 C1
D3
6 VAC 50 Hz
D4
GAMBAR C1
C3
RL Vo
7.
ANALISA HASIL PERCOBAAN
Pada percobaan kali ini, analisa yang kami dapat adalah bahwa suatu rangkaian yang dimasukkan beberapa komponen seperti dioda, resistor, dan lainnya berpengaruh besar pada rangkaian tersebut, hal it u ditunjukkan pada hasil pengukuran menggunakan multimeter maupun osiloscope.
8. KESIMPULAN
Sebuah rangkaian yang dirangkai dengan menggunakan beberapa macam dioda dan resistor, yang ternyata tegangan yang dihasilkan maupun gambar yang dihasilkan pada osiloscope dipengaruhi oleh dioda, resistor dan beban yang diberi pada rangkaian tersebut.
9. TUGAS DAN PERTANYAAN
1. Tegangan cut-in dioda (volt) : Ge : ……………..; Si : ……………; Zener :………………. 2. Tegangan breakdown dioda (volt) : Ge : ……………..; Si : ……………; Zener :………………. 3. Apakah perbedaan utama masing-masing dioda pada seluruh percobaan yang dilakukan ? 4. Pada percobaan penyearah, apakah perbedaan antara penyearah gelombang penuh dengan dua dioda dan penyearah gelombang penuh jembatan (bridge rectifier)?
5. Resistansi keluaran Ro. Untuk C1 = 1000 µF Untuk C2 = 2200 µF Dan Filter C-R-C Dan Filter C-L-C
R 0 : ………… Ω R 0 : ………… Ω R0 : ………… Ω R0 : ………… Ω
Jawab : 1. Ge : 6,2 v ; Si : 6,2 ; Zener : 6,2 2. Ge : 100 ; Si : 100 ; Zener : 100 3. Percobaan 1, dioda yang digunakan ada beberapa jenis yaitu Dioda zener, 1N 4002 dan 1N 60, tegangan yang dihasilkan yaitu cut-in 6,2 V dan breakdown 100, sedangkan pada percobaan 2 dan 3 Dioda yang digunakan yaitu Dioda 1N 4002 sehingga tegangan yang dihasilkan semua hampir sama namun pada percobaan 2, 3 dan 4 tegangan dipengaruhi juga oleh beban. 4.
5. Untuk C1 = 1000 µF Untuk C2 = 2200 µF Dan Filter C-R-C Dan Filter C-L-C
R 0 : ……10…… Ω R 0 : ……22…… Ω R0 : ………… Ω R0 : ………… Ω
10. DAFTAR PUSTAKA
http://www.wordpress-dioda-karakteristik.com http://www.wikipedia-dioda-zener.com
