Media_funi@ - Penyearah Dan Catu Daya

PENYEARAH DAN CATU DAYA

1. TUJUAN PERCOBAAN

Adapun tujuan dari kegiatan pratikum ini ialah: 1. Membuktikan diode sebagai penyearah setengah gelombang. 2. Membandingkan nilai VDC yang terukur oleh voltmeter dengan nilai VDC yang diperoleh pada osiloskop (teori) untuk penyearah setengah gelombang. 3. Membuktikan diode sebagai penyearah gelombang penuh. 4. Membandingkan nilai VDC yang terukur oleh voltmeter dengan nilai VDC yang diperoleh pada osiloskop (teori) untuk penyearah gelombang penuh. 5. Menjelaskan fungsi kapasitor sebagai penyaring.

2. ALAT DAN BAHAN

Adapun adalat dan bahan yang digunakan ialah: 1. Tahanan Geser 2. Osiloskop 3. 1 buah Multimeter 4. 1 buah Papan Rangkaian 5. Kabel penghubung secukupnya. 6. Dua buah dioda silicon 7. Satu buah transformator 8. 2 buah kapasitor (1000  F dan 4700  F )

3. DASAR TEORI

Diode adalah alat yang digunakan sebagai penyearah gelombang sehingga mendapatkan arus listrik yang disesuaikan. Sebagai penyearah tegangan, dioda digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) menjadi tegangan searah(DC). Penyearah tegangan ini ada 2 macam, yaitu : a. Penyearah setengah gelombang (half-wave rectifier) b. Penyearah gelombang penuh (full-wave rectifier)

1|Pratikum Penyearah dan Catu Daya

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.







a. Penyearah setengah gelombang (half-wave rectifier)

Saat digunakan sebagai penyearah setengah gelombang, dioda menyearahkan tegangan AC yang berbentuk gelombang sinus menjadi tegangan DC hanya selama siklus positif tegangan AC saja. Sedangkan pada saat siklus negatifnya, dioda mengalami panjaran balik (reverse bias) sehingga tegangan beban (output) menjadi nol.

Pada contoh diatas, anggaplah Vin sebagai tegangan input rangkaian setelah diturunkan oleh transformator yang mempunyai nilai sebesar 20Vpp atau 7,0 71VRMS. Setelah disearahkan menggunakan dioda maka akan di dapat nilai tegangan DC atau nilai rata-ratanya.s Rangkaian catu daya sederhana dengan penyearah setengah gelombang adalah sebagai berikut.

a

c D C

T

V0

R L

b

Gambar 1. Catu Daya

Pada transpormator T terjadi proses penurunan tegangan sesuai dengan prinsip V p : Vs = N p : Ns. Untuk mendapatkan tegangan DC dengan denyut yang kecil dipasang penyaring kondensator C. Adapun perumusan tegangan output penyearah setengah gelombang (half-wave rectifier) ialah sebagai berikut: 1) Bila tanpa kapasitor, tegangan keluaran terbuka adalah







vo , L



vm

I dc Ro





3) Dipasang penyaring kapasitor, maka tagangan keluarannya adalah: vo



vm



I dc 2 fC

b. Penyearah gelombang penuh (full-wave rectifier)

Saat digunakan sebagai penyearah gelombang penuh, dioda secara bergantian menyearahkan tegangan AC pada saat siklus positif dan negatif. Penyearah gelombang penuh ada 2 macam dan penggunaannya disesuaikan dengan transformator yang dipakai. Untuk transformator biasa digunakan jembatan dioda (dioda bridge) sementara untuk transformator CT digunakan 2 dioda saja sebagai penyearahnya. Perumusan tegangan output penyearah gelombang penuh (full-wave rectifier) ialah sebagai berikut: 1) Tegangan keluaran tanpa kapasitor adalah: v o ,o



2v m 

2) Bila dengan beban R L, maka diperoleh: vo , L



2vm 

I dc Ro



3) Bila dipasang penyaring kapasitor, maka tagangan keluarannya adalah: vo



vm



I dc 4 fC fC

b.1 Penyearah gelombang penuh dengan jembatan dioda (dioda bridge)

Pada dioda bridge, hanya ada 2 dioda saja yang menghantarkan arus untuk setiap siklus tegangan AC sedangkan 2 dioda lainnya bersifat sebagai isolator pada saat siklus yang sama. Untuk memahami cara kerja dioda bridge, perhatikanlah kedua gambar berikut.







Saat siklus positif tegangan AC, arus mengalir melalui dioda B menuju beban dan kembali melalui dioda C. Pada saat yang bersamaan pula, dioda A dan D mengalami reverse bias sehingga tidak ada arus yg mengalir men galir atau kedua dioda tersebut bersifat be rsifat sebagai isolator. b.2 Penyearah gelombang penuh menggunakan 2 dioda

Seperti telah disebutkan diatas, penyearah gelombang penuh menggunakan 2 dioda ini hanya bisa digunakan pada transformator CT, dimana tegangan sekunder yang dihasilkan oleh trafo CT ini adalah :d imana V1=teg primer dan V2=teg sekunder. :

Untuk catu daya dengan penyearah gelombang penuh, rangkaiannya adalah sebagai berikut. a Vi

D

c

CT

Vi T

V0

C

b

RL

d

Gambar 2. Catu Daya dengan Penyearah Penuh

Output ataupun input pada gelombang listrik yang sudah diturunkan, gambar pembentukan gelombang pada penyearah setengah gelombang adalah sebagai berikut. V a t

V c

Gambar 3. Bentuk keluaran penyearah setengah







Gambar pembentuk gelombang pada penyearah gelombang penuh adalah sebagai berikut.

V cd cd

t

V cd cd

t

Gambar 4. Bentuk keluaran gelombang penuh

4. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN

4.1 Pembebanan Pada Penyearahan Setengah Gelombang 1. Pasang rangkaian seperti pada gambar 1.

Gambar 5. Penyearah Setengah Gelombang

2. Gunakan osiloskop dan multimeter (dc volt) untuk mengukur Vo dan mengukur RL untuk tiap pembebanan. Buat lengkung p\embebanan untuk rangkaian tersebut (tiga pengukuran). 3. Mencatat bentuk gambar untuk tiap pengukuran. Catat pula bentuk tegangan pada titik a. 4. Membalikkan polaritas dioda dan lukis bentuk tegangan Vo.

4.2 Pembebanan Pada Penyerah Gelombang Penuh 1. Memasang rangkaian seperti gambar berikut :







2. Membuat pengukuran untuk menentukan lengkung pembebanan dengan menggunakan multimeter dc Volt dan osiloskop. 3. Mencatat bentuk-bentuk tegangan pada titik a, b dan c terhadap ground untuk tiap pembebanan.

4.3Pembebanan .3 Pembebanan Pada Penyerah Gelombang Penuh Bertapis 1. Pasang rangkaian seperti gambar :

Gambar 7. Penyearah Gelombang Penuh dengan Tapis

2. Dengan menggunakan multimeter dc Volt untuk mengukur, lakukan untuk menentukan lengkung pembebanan. Catat besar dan bentuk tegangan ripple untuk tiap pengukuran C.

5

DATA HASIL PERCOBAAN

5.1 Penyearah Setengah Gelombang (1 Diode) Input

Besar NO

Hambatan

geser(Ω)

Vpp (AC) pada osiloskop

Output

Vrms pada

VDC pada

multimeter

voltmeter

Vp (DC) pada osiloskop

1.

10

23 V

5,54 V

2,75 V

9V

2.

20

25 V

9,23 V

3,35 V

10 V

3.

30

26 V

4,55 V

3,52 V

11 V









5.2 Penyearah Gelombang Penuh (2 Diode)

Input

Besar NO

Output

Hambatan

Vpp (AC)

VDC pada

Vp (DC) pada

geser(Ω)

pada osiloskop

voltmeter

multimeter

1.

10

23 V

2,75 V

5,25 V

2.

20

25 V

3,35 V

6,39 V

3.

30

26 V

3,52 V

6,73 V

5.3 Penyearah Gelombang Penuh Bertapis (2 Diode +Kapasitor 1000  F )

No

Besar Hambatan (Ω)

VAC

VDC

1.

10

3,2 V

5,43 V

2.

20

2,8 V

7,23 V

3.

30

2,0 V

8,46 V

5.4 Penyearah Gelombang Penuh Bertapis (2 Diode +Kapasitor 4700  F ) No

Besar Hambatan (Ω)

VAC

VDC







6

TEKNIK ANALISIS DATA

Ada dua cara analisis data yang dilakukan, yaitu analisis secara kuantitatif dan analisis secara kualitatif.

6.1 Secara kuantitatif Secara kuantitatif akan dicari VDC keluaran untuk penyearah setengah gelombang (1 diode) secara teori dengan menggunakan rumus: v DC

v p 



dimana V p diperoleh dari output gelombang yang tertera pada osiloskop. Sedangkan VDC keluaran untuk penyearah gelombang penuh (2 diode) dicari dengan rumus: v DC

2v p 



Setelah memperoleh VDC tersebut, lalu bandingkan dengan VDC yang diperoleh dari pengukuran menggunakan voltmeter.

6.2Se .2 Seca cara ra kualita kuali tatif tif Secara kualitatif diselidiki bentuk gelombang tegangan keluaran yang diperlihatkan oleh osiloskop untuk dapat menjelaskan fungsi dari penggunaan diode dan kapasitor.

7

ANALISIS DATA

7.1 Untuk penyearah setengah Gelombang (1 diode) v DC

9 

3,14



2,87 Volt







v DC

2(11,5) 

3,14



7,32 Volt

7.2.1 Untuk penyearah gelombang penuh ( 2 diode) dengan kapasitor 1000 µF vo

vo

vo







vm

vm

vm







I dc 4 fC

I dc 4 fC

I dc 4 fC

3,2 

3,2



10 4(50 )1



3,20



2,80

2,8 

2,8



20 4(50 )1 2,0



2,0



30 4(50)1



1,99

7.2.2 Untuk penyearah gelombang penuh ( 2 diode) dengan kapasitor 4700µF vo

vo

vo

8







vm

vm

vm







I dc fC 4 fC I dc 4 fC

I dc 4 fC

1,2 

1,2



10 4(50)4,7



1,999 999

0,8 

0,8



20 4(50)4,7



0,7999

1,0 

1,0



30 4(50 )4,7



0,9999

HASIL DAN PEMBAHASAN 8.1 HASIL

8.1.a Penyearah Setengah Gelombang (1 Diode)







8.1.b Penyearah Gelombang penuh (2 Diode) VDC perhitungan (V)

VDC dari multimeter (V)

5,73

5,25

6,67

6,39

7,32

6,73

8.1.b.1 Penyearah Gelombang penuh (2 Diode) dengan kapasitor 1000 µF VDC perhitungan (V)


3,20

5,43

2,80

7,23

1,99

8,46

8.1.b.2 Penyearah Gelombang penuh (2 Diode) dengan kapasitor 4700 µF VDC perhitungan (V)


1,9999

5,85

0,7999

7,70

0,9999

8,51

8.2 PEMBAHASAN 

Penyearah setengah gelombang, diperoleh nilai V

perhitungan dan V

multimeter







Pada osiloskop tampak bahwa output yang dikeluarkan diperoleh gelombang tegangan terhadap waktu. Sebelum menggunakan diode, bentuk grafiknya adalah sinusoidal yang dapat dilihat pada data hasil percobaan. Namun, sesudah digunakan sebuah diode, bentuk grafiknya berubah dimana setengah gelombangnya menjadi lurus (diluruskan).

Vcb

t Dari keadaan ini, dapat dikatakan bahwa diode tersebut berfungsi sebagai penyearah setengah gelombang. Dengan adanya diode ini, maka dihasilkan tegangan DC dimana sebelum digunakan diode, tegangan masukan berupa tegangan AC. Untuk penggunaan 2 diode, diperoleh grafik output sebagai berikut. Vcb

t

Untuk rangkaian yang ditambahkan dengan kapasitor, diperoleh grafik sebagai berikut.









lagi mengikuti kenaikan tegangan masukan. Kapasitor digunakan agar tegangan DC yang dihasilkan dapat lebih rata (mencegah osilasi). Sesuai dengan hasil yang diperoleh, masih adanya penyimpangan-penyimpangan hasil percobaan. Hal ini terjadi karena adanya kesalahan-kesalahan pada percobaan. Kesalahan tersebut diantaranya ialah: 

kesalahan yang disebabkan oleh praktikan, seperti mengkalibrasi alat (osiloskop) yang kurang baik, kurang terampilnya menggunakan osiloskop, dan



kesalahan mengukur/membaca hasil pengukuran yang tertera pada osiloskop.



kesalahan yang disebabkan oleh alat yang digunakan, seperti osiloskop dan multimeter yang digunakan dalam keadaan yang kurang baik sehingga mempengaruhi hasil percobaan.

Adapun beberapa kendala yang dialami praktikan saat percobaan dianatarnya yaitu: 

Kesulitan dalam mengkalibrasi osiloskop karena kurangnya pengetahuan yang lebih mendalam mengenai osiloskop.



Praktikan mengalami kebingungan mengenai teknik pengambilan data yang sesuai dengan tujuan percobaan.



Osiloskop yang digunakan banyak yang rusak sehingga harus meminjam osiloskop yang







4. Nilai VDC yang terukur oleh voltmeter dengan nilai VDC yang diperoleh pada osiloskop (teori) untuk penyearah gelombang penuh adalah berbeda, namun perbedaanya tidak terlalu besar. Namun pada gelombang penuh dengan kapasitor 1000 µF dan kapasitor 4700 µF nilai VDC perhitungan dan VDC multimeter menunjukkan perbedaan yang besar. 5. Keberadaan kapasitor adalah sebagai penyaring, yaitu tegangan DC yang dihasilkan dapat lebih rata (mencegah osilasi).

Media_funi@ - Penyearah Dan Catu Daya

Recommend Documents