PERCOBAAN II RANGKAIAN DIODA PENYEARAH TANPA FILTER DAN DENGAN FILTER RC
2.1 Tujuan Tujuan Percobaan Percobaan 1. Untuk Untuk mengetahu mengetahuii karakteris karakteristik tik rangkaia rangkaian n dioda penye penyearah arah.. 2. Untuk Untuk memahami memahami dan cara kerja kerja beber beberap apa a rangka rangkaian ian dioda dioda sebagai sebagai penyearah. 3. Untu Untuk k meng menget etah ahui ui dan dan mema memaha hami mi outp output ut hasi hasill peng penguk ukur uran an yang yang didapatkan setelah melakukan praktikum dioda penyearah. 4. Mempe empellajari kara karak kteri terist stiik dan sifat fat dari fil filter ter C dan RC untu untuk k penyearah gelombang.
2.2 Tinjauan Tinjauan Pu!a"a Pu!a"a 2.2. 2.2.1 1
Ran# Ran#"a "aia ian n Dio$a Dio$a Pen% Pen%ea eara ra& & Rangkaia Rangkaian n dioda dioda penyeara penyearah h adalah adalah rangkaia rangkaian n dioda dioda yang mengubah mengubah
tegangan C menjadi tegangan !C berdenyut. "umber tegangan C yang biasa digunaka digunakan n adalah adalah transforma transformator tor penurun penurun tegangan tegangan # step down$. down$. %ada %ada siklus siklus positif dari tegangan masukan& dioda akan dibias maju # forward bias$ dan pada siklus negatif dari tegangan masukan& dioda akan dibias mundur # reverse bias$. Rangkaian dioda penyearah penyearah ini terdiri dari 2 macam& yaitu ' a. %enye %enyeara arah h seten setengah gah gelomb gelombang ang # Half-Wave Rectifier $ b. %enye %enyeara arah h gelo gelomba mbang ng penuh penuh # Full-Wave Rectifier $ 2.2.2 2.2.2
Ran#" Ran#"aia aian n Dio$a Pen%e Pen%eara ara& & 'e!en#a 'e!en#a& & Ge(o)ban Ge(o)ban# # "aat "aat
digu diguna naka kan n
seba sebaga gaii
peny penyea eara rah h
sete seteng ngah ah
gelo gelomb mban ang& g&
diod dioda a
menyearahkan menyearahkan tegangan C yang berbentuk gelombang sinus menjadi tegangan !C hanya selama siklus positif tegangan C saja. "edangkan pada saat siklus negatifnya& dioda mengalami panjaran balik # revers reverse e bias$ sehingga tegangan beban #output #output $ menjadi nol.
Ga)bar 2.1 %enyearah 2.1 %enyearah "etengah (elombang
!alam satu gelombang penuh& yang didefinisikan oleh ). %ada gambar 2.1& nilai rata*rata #jumlah suatu aljabar dari daerah maksimum atas dan ba+ah sumbu$ sumbu$ adala adalah h , #nol$. #nol$. (ambar (ambar 2.1 diseb disebut ut dengan dengan rangka rangkaian ian penye penyeara arah h seteng setengah ah gelomb gelombang ang&& yang yang akan akan mengha menghasil silkan kan gelom gelomban bang g - o yang yang akan akan memiliki memiliki nilai nilai rata*rata rata*rata khusus& khusus& digunaka digunakan n dalam dalam proses proses mengubah mengubah tegangan tegangan bolak balik #C$ menjadi tegangan searah #!C$. %o+er pada gambar rangkaian di atas biasanya jauh lebih tinggi daripada jenis dioda yang digunakan dalam aplikasi dioda lain. "elama interal t / , 0 ) 2 pada gambar 2.1 polaritas diterapkan tegangan - i seperti untuk menetapkan tekanan dalam arah yang ditunjukkan dan dan
meny menyal alak akan an diod dioda a
deng dengan an pola polari rita tas s
yang yang munc muncul ul di atas atas diod dioda. a.
"ubstitusi "ubstitusikan kan "hort*Cir "hort*Circuit cuit untuk untuk dioda dioda ideal ideal akan menghasi menghasilkan lkan rangkaia rangkaian n ekialen seperti pada gambar 2.2 diba+ah ini& bah+a sinyal output merupakan replika yang tepat dari sinyal diterapkan. !ua terminal mendefinisikan sebagai tegangan output yang terhubung langsung ke sinyal yang diterapkan& kemudian melalui Short-Circuit arus arus pendek dari dioda ekuialen.
Ga)bar 2.2 onduksi 2.2 onduksi !aerah #,0)2$
%ada periode ) 2 0 )& polaritas dari input i seperti yg ditunjukkan pada gambar 2.3 dan hasil polaritas melintasi dioda ideal yang menghasilkan keadaan off dengan ekuialen sirkuit yang terbuka. asilnya adalah tidak adanya jalan untuk mengalirkan dan - o / iR / #,$ R / , - untuk periode ) 2 0 ). 5nput - i dan output -o yang digambarkan pada gambar 2.4 untuk mengetahui perbandingan. "inyal output - o sekarang memiliki area positif bersih di atas sumbu selama periode penuh dan nilai rata*rata yang ditentukan oleh
V dc =0.318 V m
.......................................................#2.1$
Ga)bar 2.* 6on*onduksi 2.* 6on*onduksi !aerah #,0)2$
Ga)bar 2.+ %enyearah 2.+ %enyearah "etengah (elombang "inyal
2.2.*
Ran#"aian Dio$a Pen%eara& Ge(o)ban# ,enu& Rangkaian dioda penyearah gelombang penuh terdiri dari 2 metode yaitu
konfigurasi bridge dan transformator t ransformator center-tapped . 1. onfigurasi Bridge %ada konfigurasi konfigurasi bridge& diperoleh dari input bridge & tingkat dc diperoleh input sinusoidal yang dapa dapatt
diti diting ngka katk tkan an 1,,7 1,,7 meng menggu guna naka kan n
pros proses es yang yang dise disebu butt
rekt rektif ifik ikas asii
gelomb gelombang ang penuh penuh.. 8arin 8aringan gan yang yang paling paling famil familiar iar untuk untuk menera menerapka pkan n fungsi fungsi tersebut ditampilkan ditampilkan pada gambar gambar 2.9 dengan empat empat dioda dalam dalam konfigurasi jembatan. "elama periode t/, sampai ) 2 polaritas input seperti ditunjukkan pada gambar 2.:. %olaritas %olaritas yang dihasilk dihasilkan an melintasi melintasi dioda yang ideal juga juga ditampilkan pada gambar 2.: untuk mengungkapkan bah+a ! 2 dan !3 sedang terkonduksi sementara ! 1 dan ! 4 berada dalam keadaan mati. asil akhirnya adalah adalah konfigura konfigurasi si gambar gambar 2.;& dengan dengan arus yang ditunjuk ditunjukkan kan pada pada seluruh seluruh polaritas R. arena dioda ideal memiliki tegangan beban - o/ -i& seperti yang ditunjukkan pada gambar yang sama.
Ga)bar 2.- %enyearah (elombang %enuh
Ga)bar 2. %eriode ,0)2 dengan )egangan 5nput -i
Ga)bar 2./ onduksi Untuk !aerah %ositif
Untuk daerah negatif dari input dioda !1 dan !4& sehingga konfigurasinya dapat dilihat pada gambar 2.<. asil dalam konfigurasi ini adalah bah+a seluruh polaritas beban resistor R adalah sama seperti pada gambar 2.:& yang mendirikan pulsa positif kedua& seperti ditunjukkan pada gambar 2.<. =ebih dari satu siklus penuh tegangan input dan output akan muncul seperti ditunjukkan pada gambar 2.>
. Ga)bar 2.0 onduksi Untuk !aerah 6egatif
Ga)bar 2. (elombang 5nput dan ?utput dari %enyearah (elombang %enuh
arena daerah di atas sumbu untuk satu siklus penuh sekarang menjadi dua kali lipat yang diperoleh untuk sistem setengah gelombang& tingkat !C juga telah dua kali lipat& maka
V dc =0.636 V m ..........................................................#2.2$ 2. Transforator Center-Tapped %enyearah gelombang penuh kedua muncul pada gambar 2.1, dengan hanya dua dioda tetapi membutuhkan Center-Tapped #C)$ transformator untuk membentuk sinyal input di setiap bagian dari transformator sekunder. "elama bagian positif dari - i diterapkan pada transformator utama& jaringan akan muncul seperti ditunjukkan pada gambar 2.11. ! 1 mengasumsikan short-circuit e!uivalen dan !2 open-circuit e!uivalen& sebagaimana ditentukan oleh tegangan sekunder dan arah arus yang dihasilkan. )egangan output muncul seperti ditunjukkan pada gambar 2.11.
Ga)bar 2.1 Center-Tapped )ransformator %enyearah (elombang %enuh
Ga)bar 2.11 ondisi Rangkaian dari !aerah %ositif -i
"elama bagian negatif dari input jaringan muncul seperti yang ditunjukkan dalam gambar 2.12& dengan membalikkan peran dioda tetapi menjaga polaritas yang sama untuk tegangan beban resistor R. @fek bersih adalah output yang sama seperti yang muncul pada gambar 2.> dengan tingkat !C yang sama.
Ga)bar 2.12 ondisi Rangkaian dari !aerah 6egatif -i
%ada penyearah*penyearah tegangan dan arus dengan dioda masih mengandung tegangan dan arus rippel. Untuk membuat tegangan dan arus tersebut lebih rata atau memperkecil faktor rippel& biasanya antara penyearah dengan beban dihubungkan rangkaian filter. da bermacam*macam rangkaian filter yang dikenal. %ada percobaan ini akan diselediki filter C #kondensator$ dan RC. 2.2.+
Fi(!er Ran#"aian Pen%eara& Ailter
dalam
rangkaian
penyearah
digunakan
untuk
memperkecil
tegangan ripple& sehingga dapat diperoleh tegangan keluaran yang lebih rata& baik untuk penyearah gelombang setengah maupun gelombang penuh. Ailter diperlukan karena rangkaian B rangkaian elektronik memerlukan sumber tegangan !C yang tetap& baik untuk keperluan sumber daya dan pembiasan yang sesuai operasi rangkaian. Rangkaian filter dapat dibentuk dari kapasitor #C$& induktor #=$ atau keduanya& yaitu ' 1.
Ailter C "elama seperempat perioda positif
yang pertama dari tegangan
sekunder& !ioda !1 menghantar. arena dioda menghubungkan sumber -"1 secara langsung dengan kapasitor& maka kapasitor akan dimuati sampai tegangan maksimum -M. "etelah mencapai harga maksimum& dioda berhenti menghantar #mati$& hal ini terjadi karena kapasitor mempunyai tegangan sebesar -M& yang artinya sama dengan tegangan sumber dan bagi dioda artinya tidak ada beda potensial. kibatnya dioda seperti saklar terbuka& atau dioda dibias mundur #reerse$. !engan tidak
menghantarnya dioda& kapasitor
mulai
mengosongkan diri melalui resistansi beban R=& sampai tegangan sumber mencapai harga yang lebih besar dari tegangan kapasitor. %ada saat dimana tegangan sumber lebih besar dari tegangan kapasitor& dioda kembali menghantar
dan mengisi kapasitor. Untuk arus beban yang rendah tegangan keluaran akan hampir tetap sama dengan -M. )etapi bila arus beban tinggi pengosongan akan lebih cepat yang mengakibatkan ripple yang lebih besar dan tegangan keluaran !C yang lebih kecil. 2.
Ailter RC Rangkaian RC filter terdiri dari dua kapasitor C1 dan C2 dan sebuah
resistor. %rinsip kerja filter ini adalah membuat gelombang yang dihasilkan dari rectifier mendekati gelombang !C murni. %ada saat rectifier mengeluarkan gelombang tegangan pada nilai puncak& maka kapasitor C1 akan terisi dengan muatan #charge$. etika gelombang tegangan menurun& nilainya menuju titik nol& C1 akan mengeluarkan muatan # discharge$. ondisi C1 yang selalu terisi muatan dan mengeluarkannya membuat ripple gelombang semakin kecil& selanjutnya gelombang
diperhalus
oleh
C2
menyerupai gelombang tegangan !C.
2.*
Da3!ar Ko),onen $an A(a! 1. Modul elektronika dasar 2. 1 buah multimeter 3. %enjepit buaya 4. ?siloskop 9. !ioda :. Resistor ". #ilieter bloc! <. apasitor #C$
hingga
gelombang
tegangan
keluaran
2.+
Cara Kerja
2.+.1 Pen%eara& 'e!en#a& Ge(o)ban# Den#an Tra3o Biaa 4 Ti$a" CT5 1. Mulailah percobaan dengan merakit rangkaian sesuai pada gambar 2.13& untuk pengukuran - R= dan 5R= gunakan multimeter. 2. ubungkan -!5si pada 1< - rms& kemudian ukur besarnya 5 R= #arus !C$& dan -R=1 #tegangan !C$& catat pada tabel 2.1& dimana R = / ,&1 & 1 & 1, & 1,, 2, D. 3. Ulangilah langkah B langkah diatas untuk - 2 atau -rms dan R= yang berariasi. 4. Catatlah hasil pengukuran anda pada tabel 2.1.
Ga)bar 2.1* Rangkaian !ioda %enyearah "etengah (elombang dengan 1 !ioda
Tabe( 2.1 %engukuran !ioda %enyearah "etengah (elombang dengan 1 !ioda
2.+.2
Den#an 2 Dio$a 6Tra3o CT5
1. Euatlah rangkaian seperti pada gambar 2.14. 2. emudian isialah table 2.2 untuk - 2 atau - rms dan R = yang berariasi.
Ga)bar 2.1+ !ioda %enyearah (elombang %enuh dengan 2 !ioda
Tabe( 2.2 %engukuran !ioda %enyearah (elombang %enuh dengan 2 !ioda
2.+.*
Pen%eara& Ge(o)ban# Penu& $en#an Tra3o Biaa 4 Ti$a" CT 1. Euatlah rangkaian seperti pada gambar 2.19. 2. emudian isialah tabel 2.3 untuk - 2 atau - rms dan R = yang berariasi.
Ga)bar 2.1- !ioda %enyearah (elombang %enuh dengan 4 !ioda
Tabe( 2.* %engukuran !ioda %enyearah (elombang %enuh dengan 4 !ioda
2.+.+
Pen%eara& Den#an Fi(!er C 1. Euat rangakaian seperti gambar 2.1:.
Ga)bar 2.1 %enyearah dengan Ailter C
2. %asang C / ,&1 FA & kemudian dalam keadaan tanpa beban ukurlah besarnya tegangan keluaran #-o$. 3. %asanglah R beban #R=$ / ,&1 ohm 2,D& kemudian ukur besarnya -R=& 5R=& dan gambar -R= dan -r. Ulangi untuk R= 1 ohm& 1, ohm& 1,, ohm& dan 1 ohm. 4. Ulangilah langkah*langkah diatas untuk C / 1 FA & C / 1, FA & C / 1,, FA & dan C / 1 FA . 5silah tabel 2.4 9. Untuk mencari Ripple dapat menggunakan rumus '
¿
Ripple
Vrms G 1,,7 ............................................................................. Vdc
#2.3$
:. !an Untuk mencari tegangan regulsi dapat menggunakan rumus ¿
-reg
Vnl −Vfl G 1,,7 .............................................................................#2.4$ Vfl
Tabe( 2.+ %engukuran !ioda %enyearah dengan Ailter C
-p
R=
-s
%engukuran
rms
#19D
rms
#-$
$
#-$
Multimeter !igital 5R= -p -R= -" #$
#-$
#-$
e
%erhitungan
#-$
t
5R=
-R=
%R=
A
#$
#-$
#D$
#H$
2.+.-
Pen%eara& Den#an Fi(!er RC 1. Euatlah rangkaian seperti pada gambar 2.1;.
Ga)bar 2.1/ %enyearah dengan Ailter RC
2. Ukurlah besarnya - o tanpa beban& - R=& 5R= dan gambar - R= dan -r & untuk harga C / ,&1 FA & 1 FA & 1, FA & 1,, FA & 1 FA 3. emudian isilah tabel 2.9 4. Untuk mencari Ripple dapat menggunakan rumus ' Ripple
¿
Vrms G1,,7 ...................................................................... Vdc
#2.9$
9. !an untuk mencari tegangan regulsi dapat menggunakan rumus ' -reg
¿
Vnl −Vfl G Vfl
,,7...........................................................................#2.:$ Tabe( 2.- %engukuran !ioda %enyearah dengan Ailter RC
-p rms #-$
R= #19D$
-s rms
5R=
#-$
#$
%engukuran Multimeter !igital -p -R= -" #-$
#-$
#-$
%erhitungan
et
5R=
-R=
%R=
A
#$
#-$
#D$
#H$
2.- Da!a Hai( Percobaan Eerdasarkan percobaan yang dilakukan& diperoleh data hasil percobaan sebagai berikut ' Tabe( 2. %engukuran !ioda %enyearah "etengah (elombang dengan 1 !ioda -p rms
R=
#-$
#19D$
22,
1,I
%engukuran
-s
Multimeter !igital
rms #-$
1<
5R= #$
,&:9 >
5R= #$
-p #-$
-R= #-$
-" #-$
22,
:&:4
1<
1&;3
%erhitungan %R= -R= #-$ #D$
1;&3
et A #H$
2>&> 2
4>&<
Tabe( 2./ %engukuran !ioda %enyearah (elombang %enuh dengan 2 !ioda -p
R=
-s
rms
#19D
rms
#-$
$
#-$
22,
1,I
1<
%engukuran Multimeter !igital -R= 5R= #$ -p #-$ #-$
1&2> ,
22,
13&, 4
%erhitungan -"
5R= #$
#-$
1<
1&;;
et
-R=
%R=
A
#-$
#D$
#H$
1;&;
31&4
>
<
4>&<
Tabe( 2.0 %engukuran !ioda %enyearah (elombang %enuh dengan 4 !ioda -p rms #-$
22,
R= #19D$
1,I
#-$
%engukuran Multimeter !igital -R= 5R= #$ -p #-$ #-$
#-$
1<
1&232
1<
-s rms
22,
12&99
%erhitungan -"
5R= #$
1&;3
et
-R=
%R=
A
#-$
#D$
#H$
1;&3
2>&>2
9,&,
Tabe( 2. %engukuran !ioda %enyearah dengan Ailter C -p rms #-$
22,
R= #19D$
1,I
%engukuran Multimeter !igital
-s rms #-$
1<
5R= #$
-p #-$
-R= #-$
1&9<3
22,
1:&1,
%erhitungan -"
5R= #$
#-$
1<
1&;3
et
-R=
%R=
A
#-$
#D$
#H$
1;&3
2>&>2
4>&>
C1 / 4;,, FA Tabe( 2.1 %engukuran !ioda %enyearah dengan Ailter RC -p rms #-$
22,
R= #19D$
1,I
-s rms #-$
1<
5R=
%engukuran Multimeter !igital -R= #$ -p #-$ #-$
,&<;9
22,
>&,>
R / 1, I & C1 / 4;,, FA& C2 / 33,, FA 2.
Ana(ia Da!a Hai( Percobaan
%erhitungan -"
5R= #$
#-$
1<
1&;3
-R=
%R=
#-$
#D$
1;&3
2>&>2
et A #H$
4>&<9
nalisa data hasil percobaan yang diperoleh mempunyai acuan pada tegangan dioda yang telah diketahui #- d$ yaitu ,&; olt serta sumber tegangan sekunder #- s$ yang diberikan yaitu 1< olt. Untuk mengetahui perhitungan - R=& 5R= dan %R= dapat menggunakan persamaan berikut ' -R= / @*- !JJJJJJJJ.........JJJJJJJJ.#2.;$
v RL
5R=/
RL
JJJJJJJJ......JJJJJJJJJ#2.<$
%R= / -R=. 5R=JJJJJJJ.......JJJJJJJJ..#2.>$ 2..1 Dio$a Pen%eara& 'e!en#a& Ge(o)ban# $en#an 1 Dio$a %ada percobaan ini mengunakan dioda "i dimana dioda jenis ini mulai bekerja dan arus baru mulai ada pada tegangan ,&; -. %erhitungan secara teori -s / @ / 1< R= / 1, I -! / ,&; -R= / @* -! / 1< B ,&; / 1;&3 5R= / 5R= /
v RL RL 17,3 10
/ 1&;3 %R= / -R=. 5R= / 1;&3 G 1&;3 / 2>&>2 Datt !ari perhitungan secara teori di atas dapat diperoleh data hasil sebagai berikut ' Tabe( 2.11 %erbandingan asil %engukuran dan %erhitungan -p rms #-$
22,
R= #19D$
1,I
-s rms #-$
1<
5R=
%engukuran Multimeter !igital -R= #$ -p #-$ -" #-$ #-$
,&:9>
22,
:&:4
1<
%erhitungan 5R= #$
1&;3
-R=
%R=
A
#-$
#D$
#H$
1;&3
2>&>2
4>&<
!ari
tabel
diatas
dapat
dicari
persentase
kesalahan
dengan
menggunakan persamaan berikut '
•
7kesalahan /
|
7kesalahan /
|
I RLteori
x 100
V RL pengukuran− V RLteori V RLteori
|
x 100
..............................#2.1,$
|
............................#2.11$
%ersentase kesalahan 5 R=
7kesalahan /
•
I RL pengukuran− I RLteori
|
0,659−1,73 1,73
x 100
|
/ :1&> 7
%ersentase kesalahan - R= 7kesalahan /
|
6,64− 17.3 17.3
x 100
|
/ :1&:1 7
Tabe( 2.12 %ersentase esalahan
%engukuran Multimeter
%erhitungan
!igital 5R= ,&:9>
-R= :&:4 -
5R= 1&;3
-R= 1;&3 -
%ersentase esalahan 5R= :1&>7
-R= :1&:17
(ambar asil %ercobaan
Ga)bar 2.10 !ioda %enyearah "etengah (elombang dengan 1 !ioda
%enyearah setengah gelombang # half wave rectifier $ hanya menggunakan 1 buah dioda sebagai komponen utama dalam menyearahkan gelombang C. %rinsip kerja dari penyearah setengah gelombang ini adalah mengambil sisi sinyal positif dari gelombang C dari transformator.
Ga)bar 2.1 5lustrasi !ioda %enyearah "etengah (elombang dengan 1 !ioda
%ada saat transformator memberikan output sisi positif dari gelombang C maka dioda dalam keadaan forward bias sehingga sisi positif dari gelombang C tersebut dile+atkan dan pada saat transformator memberikan sinyal sisi negatif gelombang C maka dioda dalam posisi reverse bias& sehingga sinyal sisi negatif tegangan C tersebut ditahan atau tidak dile+atkan. %ada saat praktikum& sama menggunakan sebuah dioda untuk menyearahkan setengah gelombang. Eerdasarkan gambar diatas dapat dianalisa bah+a hasil praktikum sama dengan teori yang ada& yaitu mengambil sisi sinyal positif dari gelombang C dari transformator. %ada saat transformator memberikan output sisi positif dari gelombang C maka dioda dalam keadaan forward bias sehingga sisi positif dari gelombang C tersebut dile+atkan dan pada saat transformator memberikan sinyal sisi negatif gelombang C maka dioda dalam posisi reverse bias.
2..2
Dio$a Pen%eara& Ge(o)ban# Penu& $en#an 2 Dio$a %ada percobaan ini mengunakan dioda "i dan (e& dimana dioda "i mulai
bekerja dan arus baru mulai ada pada tegangan ,&; -. "edangkan pada dioda (e& arus baru mulai ada pada tegangan ,&3 -. %ada penyearah gelombang penuh dengan 2 dioda ini ! 1 paralel dengan ! 2. Eesarnya - ! pada penyearah gelombang penuh dengan 2 dioda dapat dihitung dengan persamaan berikut ' -! /
D1 x D 2 D 1 + D 2
.........................................................#2.12$
"ehingga dengan persamaan di atas diperoleh nilai - ! sebagai berikut '
0,7 X 0,3
-! /
/ ,&21 -
0,7 + 0, 3
%erhitungan secara teori -s / @ / 1< R= / 1, I -! /
,&21 -
-R= / @* -! / 1< B ,&21 / 1;&;> -
5R= / 5R= /
v RL RL 17,79 10
/ 1&;;> / 1&;; %R= / -R=. 5R= / 1;&;> G 1&;; / 31&4< Datt
!ari perhitungan secara teori di atas dapat diperoleh data hasil sebagai berikut ' Tabe( 2.1* %erbandingan asil %engukuran dan %erhitungan -p rms #-$
22,
-s
R=
%engukuran Multimeter !igital
rms
#19D$
#-$
1,I
1<
!ari
tabel
%erhitungan
5R= #$
-p #-$
-R= #-$
-" #-$
1&2>,
22,
13&,4
1<
diatas
dapat
dicari
5R= #$
1&;;
persentase
menggunakan persamaan 2.1, dan 2.11 sebagai berikut ' •
%ersentase kesalahan 5 R=
7kesalahan /
|
1,29−1,77 1,77
x 100
|
/ 2;&1 7
-R=
%R=
A
#-$
#D$
#H$
1;&;
31&4
>
<
kesalahan
4>&<
dengan
•
%ersentase kesalahan - R= 7kesalahan /
|
13,04−17.79 17,79
x 100
|
/ 2:&; 7
Tabe( 2.1+ %ersentase esalahan
%engukuran Multimeter
%erhitungan
!igital 5R= 1&2>,
-R= 13&,4 -
5R= 1&;;
-R= 1;&;> -
%ersentase esalahan 5R= 2;&17
-R= 2:&;7
(ambar asil %ercobaan
Ga)bar 2.2 !ioda %enyearah (elombang %enuh dengan 2 !ioda
%ada gambar diatas pada percobaan penyearah gelombang penuh dengan dua buah dioda memiliki frekuensi pada channel satu yang ditandai dengan +arna kuning adalah 4>&<, H dan pada channel dua yang ditandai dengan +arna biru adalah 1,,&4 H.
Ga)bar 2.21 5lustrasi !ioda penyearah gelombang penuh dengan 2 !ioda
%rinsip kerja rangkaian penyearah gelombang penuh dengan 2 dioda yaitu pada saat terminal output pada !1 memberikan sinyal puncak positif maka terminal output pada !2 memberikan sinyal puncak negatif& pada kondisi ini ! 1 pada posisi forward dan !2 pada posisi reverse. "ehingga sisi puncak positif
dile+atkan melalui ! 1. emudian pada saat terinal output pada ! 1 memberikan sinyal puncak negatif maka terinal output pada ! 2 memberikan sinyal puncak positif& pada kondisi ini ! 1 posisi reverse dan ! 2 pada posisi forward . "ehingga sinyal puncak positif dile+atkan melalui ! 2. penyearah
gelombang penuh
%ada gambar hasil praktikum
dengan 2 dioda& dapat dilihat bah+a hasil
percobaan sama dengan teori yang ada. 2..*
Dio$a Pen%eara& Ge(o)ban# Penu& $en#an + Dio$a %ada percobaan ini mengunakan dioda "i dimana dioda jenis ini mulai
bekerja dan arus baru mulai ada pada tegangan ,&; -. %ada penyearah gelombang penuh dengan 4 dioda ini ! 1 paralel dengan ! 2 dan !3 paralel dengan !4 sehingga besarnya - ! dapat dihitung dengan persamaan berikut ' -! /
D1 x D2 D1 + D2
K
D3 x D 4 D3 + D4
.........................................................#2.12$
"ehingga dengan persamaan di atas diperoleh nilai - ! sebagai berikut ' -! /
0,7 X 0,7 0,7 + 0,7
K
0,7 X 0,7 0,7 + 0,7
%erhitungan secara teori -s / @ / 1< R= / 1, I -! /
,&; -
-R= / @* -! / 1< B ,&; / 1;&3 5R= / 5R= /
v RL RL 17,3 10
/ 1&;3 %R= / -R=. 5R= / 1;&3 G 1&;3 / 2>&>2 Datt
/ ,&; -
!ari perhitungan secara teori di atas dapat diperoleh data hasil sebagai berikut ' Tabe( 2.1- %erbandingan asil %engukuran dan %erhitungan -p rms #-$
22,
%engukuran Multimeter !igital
-s
R=
rms
#19D$
#-$
1,I
1<
!ari
tabel
5R= #$
-p #-$
-R= #-$
1&232
22,
12&99
diatas
dapat
%erhitungan -"
5R= #$
#-$
1<
dicari
1&;3
persentase
-R=
%R=
A
#-$
#D$
#H$
1;&3
2>&>2
9,&,
kesalahan
dengan
menggunakan persamaan 2.1, dan 2.11 sebagai berikut ' •
%ersentase kesalahan 5 R=
7kesalahan /
•
|
1,232−1,73 1,73
x 100
|
/ 2<&;< 7
x 100
|
/ 2;&49 7
%ersentase kesalahan - R= 7kesalahan /
|
12,55 −17.3 17.3
Tabe( 2.1 %ersentase esalahan
%engukuran Multimeter
%erhitungan
!igital 5R= 1&232
-R= 12&99 -
5R= 1&;3
-R= 1;&3 -
%ersentase esalahan 5R= 2<&;<7
-R= 2;&497
(ambar asil %ercobaan
Ga)bar 2.22 !ioda %enyearah (elombang %enuh dengan 4 !ioda
%ada gambar diatas pada percobaan penyearah gelombang penuh dengan empat buah dioda memilki frekuensi pada chanel satu yang ditandai dengan +arna kuning adalah 9,&,, H dan pada chanel dua yang ditandai dengan +arna biru adalah 4>&>, H.
Ga)bar 2.2* 5lustrasi !ioda %enyearah (elombang %enuh dengan 4 !ioda
%enyearah gelombang penuh dengan 4 dioda diatas dimulai pada saat output transformator memberikan leel tegangan sisi positif& maka ! 1& !4 pada posisi forward bias dan ! 2& ! 3 pada posisi reverse bias sehingga leel tegangan sisi puncak positif tersebut akan di le+atkan melalui ! 1 ke !4. emudian pada saat output transformator memberikan leel tegangan sisi puncak negatif maka !2& !4 pada posisi forward bias dan ! 1& !2 pada posisi reverse bias sehinga leel tegangan sisi negatif tersebut dialirkan melalui ! 2& !4. %ada gambar hasil praktikum dapat dilihat bah+a hasil praktikum sama dengan teori yang ada. 2..+
Dio$a Pen%eara& Ge(o)ban# Penu& $en#an Fi(!er C un!u" C71 8F %ada percobaan ini mengunakan dioda "i dimana dioda jenis ini mulai
bekerja dan arus baru mulai ada pada tegangan ,&; -. %ada penyearah gelombang penuh dengan filter C ini ! 1 paralel dengan ! 2 dan !3 paralel dengan !4 sehingga besarnya - ! dapat dihitung dengan persamaan 2.12. -! /
0,7 X 0,7 0,7 + 0,7
K
0,7 X 0,7 0,7 + 0,7
%erhitungan secara teori -s / @ / 1< R= / 1, I -! / ,&; -
/ ,&; -
-R= / @* -! / 1< B ,&; / 1;&3 -
v RL
5R= /
RL 17,3
5R= /
10
/ 1&;3 %R= / -R=. 5R= / 1;&3 G 1&;3 / 2>&>2 Datt
!ari perhitungan secara teori di atas dapat diperoleh data hasil sebagai berikut ' Tabe( 2.1/ %erbandingan asil %engukuran dan %erhitungan -p rms #-$
22,
%engukuran Multimeter !igital
-s
R=
rms
#19D$
#-$
1,I
1<
5R= #$
-p #-$
-R= #-$
1&9<3
22,
1:&1,
%erhitungan -"
5R= #$
#-$
1<
1&;3
-R=
%R=
A
#-$
#D$
#H$
1;&3
2>&>2
4>&>
C / 1,,, FA
!ari
tabel
diatas
dapat
dicari
persentase
kesalahan
dengan
menggunakan persamaan 2.1, dan 2.11 sebagai berikut ' •
%ersentase kesalahan 5 R=
7kesalahan /
•
|
1,583 −1,73 1,73
x 100
|
/ <&4> 7
x 100
|
/ :&>3 7
%ersentase kesalahan - R= 7kesalahan /
|
16,10−17.3 17.3
Tabe( 2.10 %ersentase esalahan
%engukuran Multimeter !igital 5R= 1&9<3
-R= 1:&1, -
%erhitungan 5R= 1&;3
-R= 1;&3 -
%ersentase esalahan 5R= <&4>7
-R= :&>37
(ambar asil %ercobaan
Ga)bar 2.2+ !ioda %enyearah dengan Ailter C
%ada gambar diatas pada percobaan penyearah gelombang penuh dengan kapasitor 4;,, LA memilki frekuensi pada channel satu yang ditandai dengan +arna kuning adalah 4>&>, H dan pada channel dua yang ditandai dengan +arna biru adalah 9,&,, H. apasitor
yang dipasang pada rangkaian
akan menyaring
atau
menghaluskan keluaran yang masih kasar sehingga keluaran yang terbentuk adalah keluaran yang berbentuk ripple. "emakin kecil ripple$ semakin baik pemfilterannya. )egangan ripple pea! to pea! pada penyearah gelombang penuh dengan filter C dapat dihitung dengan persamaan berikut ' -r&p*p /
V M
...........................................................#2.13$
RCf
"ehingga '
-r&p*p /
V M RCf
/
50 −6
10 x 4700 x 10 x 49,9
/
50 230
/ ,&21 -
Ga)bar 2.2- 5lustrasi !ioda %enyearah (elombang %enuh dengan Ailter C
gar tegangan penyearah gelombang C lebih rata dan menjadi tegangan !C maka dipasang filter kapasitor pada bagian output rangkaian penyearah. Aungsi kapasitor pada rangkaian diatas untuk menekan ripple yang terjadi dari proses penyearahan gelombang C. "etelah dipasang filter kapasitor maka output dari rangkaian penyearah gelombang penuh ini akan menjadi tegangan !C %&irect Current'. !engan menambahkan kapasitor yang paralel dengan beban R pada rangkaian penyearah gelombang& maka ripple tegangan akan sangat ditekan. "ebagaimana kita ketahui& kapasitor dapat menyimpan energi. %ada saat tegangan sumber naik& kapasitor akan terisi sampai mencapai tegangan maksimum. %ada saat tegangan sumber menurun& kapasitor akan melepaskan energi yang disimpannnya melalui beban #karena pada saat ini dioda tidak konduksi$. !engan kata lain& kapasitor melakukan pembuangan saat terjadi pergantian siklus dan melakukan pengisian saat arus dari kedua potensial yang disearahkan tersebut mengalirinya. !engan demikian beban akan tetap memperoleh aliran energi +alaupun dioda tidak konduksi. "elanjutnya bila dioda konduksi lagi& kapasitor akan terisi dan energi yang tersimpan ini akan dilepaskan lagi pada +aktu dioda tidak konduksi& dan demikian seterusnya. danya filter inilah yang membuat tegangan keluaran lebih efektif karena tegangan ripple yang kecil. !ari gambar hasil praktikum dapat dilihat bah+a sinyal hasil penyearahan gelombang penuh dengan kapasitor 1,,, LA tidak rata seperti teori yang ada& dikarenakan +aktu praktikum yang singkat sehingga kapasitor belum terisi secara optimal. 2..-
Dio$a Pen%eara& Ge(o)ban# Penu& $en#an Fi(!er RC un!u" C1 7 +/ 8F9 C2 7 ** 8F %ada percobaan ini mengunakan dioda "i dimana dioda jenis ini mulai
bekerja dan arus baru mulai ada pada tegangan ,&; -. %ada penyearah gelombang penuh dengan filter RC ini ! 1 paralel dengan ! 2 dan ! 3 paralel dengan !4 sehingga besarnya - ! dapat dihitung dengan persamaan 2.12. -! /
0,7 X 0,7 0,7 + 0,7
K
0,7 X 0,7 0,7 + 0,7
/ ,&; -
%erhitungan secara teori -s / @ / 1< R= / 1, I -! / ,&; -R= / @* -! / 1< B ,&; / 1;&3 5R= / 5R= /
v RL RL 17,3 10
/ 1&;3 %R= / -R=. 5R= / 1;&3 G 1&;3 / 2>&>2 Datt !ari perhitungan secara teori di atas dapat diperoleh data hasil sebagai berikut ' Tabe( 2.1 %erbandingan asil %engukuran dan %erhitungan
%engukuran -p
R=
-s
rms
#19D
rms
#-$
$
#-$
22,
1,I
1<
Multimeter !igital 5R=
-p
-R=
-"
#$ ,&<;
#-$
#-$
#-$
22,
>&,>
1<
9 R / 1, I & C1 / 4;,, FA& C2 / 33,, FA !ari
tabel
diatas
dapat
dicari
5R=
%erhitungan -R= %R=
#$
#-$
1&;3
1;&3
persentase
%ersentase kesalahan 5 R=
7kesalahan /
•
|
0,875−1,73 1,73
%ersentase kesalahan - R=
x 100
|
2>&> 2
kesalahan
menggunakan persamaan 2.1, dan 2.11 sebagai berikut ' •
#D$
/ 4>&42 7
A #H$
4>&<9
dengan
7kesalahan /
|
9,09−17.3 17.3
x 100
|
/ 4;&49 7
Tabe( 2.2 %ersentase esalahan
%engukuran Multimeter
%erhitungan
!igital 5R= ,&<;9
-R= >&,> -
5R= 1&;3
%ersentase esalahan
-R= 1;&3 -
5R= 4>&427
-R= 4;&497
(ambar asil %ercobaan
Ga)bar 2.2 !ioda %enyearah dengan Ailter RC
%ada gambar diatas pada percobaan penyearah dengan filter RC memilki frekuensi pada channel satu yang ditandai dengan +arna kuning adalah 4>.<9 H dan pada channel dua yang ditandai dengan +arna biru adalah 4>&<, H. )egangan ripple pea! to pea! pada penyearah gelombang penuh dengan filter RC dapat dihitung dengan persamaan berikut ' -r&p*p / 1 - G
X C 2 2 √ ( R + X C )
...........................................................#2.13$
"ehingga ' C1 C2 / 4;,, FA K 33,, FA / <,,, FA
NC /
1 2 πfC
-r&p*p / 1 - G
/
1 −6
2 x 3,14 x 49,85 x 8000 x 10 0,39
√ (10 + 0,39 ) 2
2
/1G
/ ,&3> I
0,39
√ ( 100 + 0,1521)
/ ,&,3< -
Ga)bar 2.2/ 5lustrasi !ioda %enyearah (elombang %enuh dengan Ailter RC
Rangkaian RC filter terdiri dari dua kapasitor C 1 dan C2 dan sebuah resistor. %rinsip kerja filter ini adalah membuat gelombang yang dihasilkan dari rectifier mendekati gelombang !C murni. %ada saat rectifier mengeluarkan gelombang tegangan pada nilai puncak& maka kapasitor C 1 akan terisi dengan muatan #charge$. etika gelombang tegangan menurun& nilainya menuju titik nol& C1 akan mengeluarkan muatan # discharge$. ondisi C1 yang selalu terisi muatan dan mengeluarkannya membuat ripple gelombang semakin kecil #gambar 2.2; b$& selanjutnya gelombang diperhalus oleh C 2 hingga gelombang tegangan keluaran menyerupai gelombang tegangan !C #gambar 2.2; c$. %ada akhirnya& gelombang tegangan output hampir menyerupai dengan gelombang tegangan !C #gambar 2.2; d$. Eesarnya tegangan filter akan tergantung pada besarnya arus beban. rus beban yang terlalu tinggi akan mengakibatkan tegangan pada R semakin menurun. %ada praktiknya filter RC digunakan untuk catu daya dengan arus beban kurang dari 1,,m. !ari hasil percobaan praktikum dapat dianalisa bah+a arus beban mempengaruhi tegangan pada R dan besarnya tegangan filter sedangkan kapasitor berfungsi untuk menekan ripple yang terjadi dari proses penyearahan gelombang C. "erta dari gambar hasil praktikum dapat dilihat bah+a sinyal
hasil penyearahan gelombang penuh dengan R/1,I& C 1/4;,,LA& dan C2 /33,,LA tidak sama seperti teori yang ada& dikarenakan +aktu praktikum yang singkat sehingga kapasitor belum terisi secara optimal. 2./ Per!an%aan $an Tu#a Per!an%aan 1. "ebutkan dan jelaskan karakteristik dioda sebagai penyearah O 2. 8elaskan apa yang anda ketahui tentang penyearah setengah gelombang O 3. 8elaskan apa yang anda ketahui tentang penyearah gelombang penuh O 4. "ebutkan dan jelaskan perbedaan penyearah setengah gelombang dengan penyearah gelombang penuh O 9. !ari percobaan diatas& bagaimanakah
perbedaan
dengan
menggunakan penyearah dengan filter C dan penyearah dengan filter RC :. Eagaimana pengaruh perubahan nilai C terhadap nilai - R= dan 5RC P 8elaskan. ;. Eandingkan hasil perhitungan kedua percobaan dan terangkan hasil analisa andaP :a;aban 1. arakteristik dioda pada garis besarnya dapat dibedakan atas karakteristik forward dan karakteristik reverse. Untuk membuat karakteristik
dioda
bermacam*macam
yang harga
menunjukkan tegangan
yang
besarnya diberikan
arcs
pada
digunakan
rangkaian seperti pada gambar.
%ercobaan dengan rangkaian ini terdiri dari dua bagian& bagian pertama untuk mendapatkan karakteristik forward dan bagian kedua reverse. Eagian pertama memerlukan tahanan R / 9, ?hm yang terpasang seri seperti pada gambar& gunanya.untuk membatasi arus forward & bila tidak dioda akan rusak jika tegangan 1&9 -olt langsung
dihubungkan padanya. )egangan maksimum yang boleh diberikan adalah 1&9 -olt dan oltmeter harus mampu membaca dari , sampai 1&9 -olt dengan selang ,&1 -olt. Miliamperemeter #m$ harus mempunyai skala maksimum 9, m. )egangan dinaikkan secara bertahap mulai dari nol sampai 8 &" olt dengan selang kenaikkan ,&1 olt& arus 5 yang ditunjukkkan oleh m dicatat& Eila data*data tersebut dinyatakan dalam grafik akan diperoleh karakteristik forward seperti pada gambar di ba+ah.
Untuk membuat karakteristik reverse pertama*tama polaritas baterai harus dibalik. Untuk percobaan yang kedua ini diperlukan sumber tegangan yang lebih besar ialah sekitar 1, -olt. Eatas ukur oltmeter diperbesar ialah sekitar 1, -olt. Eesarnya arus reverse sangat kecil hanya beberapa persepuluhan microampere akibat tahanan reverse yang mencapai beberapa megaohm. ?leh karena itu meter m harus sanggup membaca dari , sampai ,.1 rnicroapere dengan selang ,&,1 icroapere. Eila karakteristik forward ini diperhatikan tampak hah+a mula*mula lengkungnya berbentuk parabola yaitu pada tegangan - ! yang kecil& begitu - ! mulai membesar arus forward 5! akan naik dengan cepat praktis secara linier. %ada daerah linier ini perubahan tegangan yang kecil saja akan mengakibatkan perubahan arus yang besar. Eentuk karakteristik reverse berbeda dengan karakteristik forward nya& mula& mula arus naik secara parabola kemudian setelah mencapai harga tertentu& arus reverse ini akan tetap konstan +alaupun tegangan reverse -! dinaikkan& hal ini disebabkan oleh terbatasnya inorit( carriers sehingga arus tak dapat naik lagi. )etapi bila tegangan reverse dinaikkan terus& suatu saat arus reerse akan naik dengan tiba*tiba menjadi besar sekali. %eristi+a semacam ini disebut brea!down dan tegangan pada saat mana teriadi brea!down
disebut tegangan brea!down. %ada umumnya tegangan reverse maksimum yang diijinkan #-!M$ selalu lebih kecil dari tegangan brea!downnya& kecuali pada Hener dioda. arakteristik dioda umumnya dinyatakan dengan grafik hubungan antara tegangan pada dioda ersus arus yang mele+atinya sehingga disebut karakteristik tegangan*arus#-*5$ 2. %enyearah
setengah
gelombang
%half
wave
rectifer' hanya
menggunakan 1 buah dioda sebagai komponen utama dalam menyearahkan gelombang C. %rinsip kerja dari penyearah setengah gelombang ini adalah mengambil sisi sinyal positif dari gelombang C dari transformator. %ada saat transformator memberikan )utput sisi positif dari gelombang C maka dioda dalam keadaan forward bias sehingga sisi positif dari gelombang C tersebut dile+atkan dan pada saat transformator memberikan sinyal sisi negatif gelombang C maka dioda dalam posisi reverse bias& sehingga sinyal sisi negatif tegangan C tersebut ditahan atau tidak dile+atkan. 3. %enyearah gelombang penuh dapat dibuat dengan 2 macam yaitu& menggunakan 4 dioda dan 2 dioda. %rinsip kerja dari penyearah gelombang penuh dengan 4 dioda dimulai pada saat
)utput
transformator memberikan leel tegangan sisi positif& maka ! 1& !4 pada posisi forward bias dan ! 2& !3 pada posisi reverse bias sehingga leel tegangan sisi puncak positif tersebut akan di lea+atkan
melalui
!1
ke
!4.
emudian
pada
saat
)utput
transformator memberikan leel tegangan sisi puncak negatif maka !2& !4 pada posisi forward bias dan ! 1& !2 pada posisi reverse bias sehingan leel tegangan sisi negatif tersebut dialirkan melalui ! 2& ! 4. %enyearah gelombang dengan 2 dioda menggunakan tranformator dengan C) #Center Tap$.
4. %erbedaan
penyearah
gelombang
penuh
dengan
setengah
gelombang adalah pada penggunaan dioda & pada setengah gelombang hanya menggunakan satu dioda saja sedangkan pada gelombang penuh menggunakan 2 atau 4 dioada serta gelombang
!C yang dihasilkan oleh penyearah gelombang penuh lebih murni dengan
4
dioda
dibandingkan
dengan
penyearah
setengah
gelombang dengan 1 dioda. 9. %erbedaannya adalah pada gelombang yang dihasilkan dengan filter RC bentuk gelombang lebih mendekati !C murni dibandingkan dengan filter C saja serta dari hasil praktikum nilai - p&-"&-R= dan 5 R= dengan filter RC nilainya lebih kecil dibandingkan dengan filter C. :. %engaruh perubahan nilai C terhadap nilai - R= dan 5RC adalah semakin besar nilai C maka semakin kecil nilai - R= dan 5RC .
2.0
Kei),u(an 1. %enyearah
setengah
gelombang
# half
wave
rectifer $
hanya
menggunakan 1 buah dioda sebagai komponen utama dalam menyearahkan gelombang C. %rinsip kerja dari penyearah setengah
gelombang ini adalah mengambil sisi sinyal positif dari gelombang C dari transformator. 2. %enyearah gelombang penuh dapat dibuat dengan 2 macam yaitu& menggunakan 4 dioda dan 2 dioda. 3. %rinsip kerja dari penyearah gelombang penuh dengan 2 dioda ini dapat bekerja karena menggunakan transformator dengan C) #Center Tap$. 4. %rinsip kerja dari penyearah gelombang penuh dengan 4 dioda dimulai pada saat output transformator memberikan leel tegangan sisi positif. 9. %engaruh perubahan nilai C terhadap nilai - R= dan 5RC adalah semakin besar nilai C maka semakin kecil nilai - R= dan 5 RC . :. %ada gelombang yang dihasilkan dengan filter RC bentuk gelombang lebih mendekati !C murni dibandingkan dengan filter C saja serta dari hasil praktikum nilai - p&-"&-R= dan 5 R= dengan filter RC nilainya lebih kecil dibandingkan dengan filter C. ;. %enggunaan penyearah gelombang dengan filter RC lebih baik dibandingkan dengan penyearah dengan 1 dioda& 2 dioda& 4 dioda maupun dengan filter C. al ini dikarenakan ketika menggunakan filter RC pada penyearah gelombang penuh& terdiri dari dua kapasitor dimana kapasitor berfungsi untuk menekan ripple yang terjadi dari proses penyearahan gelombang C sehingga tegangan ripplenya kecil dan tegangan keluarannya menjadi lebih efektif.
2. Da3!ar Re3ereni Bu"u 1.
Eoylestad& Robert. *lectronic &evices +nd Circuit Theor( "th. %rentice
all&Upper "addle Rier 2. &,)&+ */*+R+H .
http'kampus*elektronika.blogspot.com.
!iakses pada tanggal : 6oember 2,19
