PENYEARAH GELOMBANG
Kelompok VI.B St. Uswah Nur Purnamasari Sri Wahyuni Syab, Yuhlisa Hasliana, FISIKA 2012
Abstrak Telah dilakukan praktikum tentang penyearah gelombang. Praktikum ini bertujuan untuk menerapkan komponen diode sebagai penyearah gelombang, membuat rancang bangun setengah gelombang dan gelombang penuh dan menentukan besar riak tegangan dan tegangan keluaran tanpa dan dengan filter. Pengumpulan Pengumpulan data untuk penyearah setengah gelombang maupun gelombang penuh dilakukan dengan memanipulasi tegangan input (trafo) yaitu sebesar 6V dan 12V. kemudian mencatat hasil tegangan output yang tertera pada osiloskop untuk masing-masing tegangan. Berdasarkan hasil analisis data disimpulkan bahwa nilai tegangan tanpa filter untuk penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh tidak jauh berbeda antara nilai teori dan praktek sedangkan untuk nilai tegangan menggunakan filter memiliki perbedaan yang lebih dari 50%. Hal ini terjadi karena keadaan alat praktikum yang kurang kurang stabil. Kata kunci: penyearah setengah setengah gelombang, penyearah penyearah gelombang penuh, riak tegangan
masukan < 0,7V (tegangan potong),
A. Metode Dasar Hampir
semua
rangkaian
tidak ada tegangan keluaran karena
suatu
arus maju sangat kecil. Disamping itu
Dalam
tegangan keluaran pada daerah ini
beberapa beberapa kasus, pencatuan pencatuan ini dapat
cacad karena lengkung ciri berbentuk
dilakukan
tidak linier. Untuk mendapat tegangan
elektronik sumber
membutuhkan tegangan
secara
DC.
langsung
oleh
baterai atau sel kering, namun dalam
keluaran
kasus
lainnya
menguntungkan
yang
benar-benar
akan
lebih
merupakan bagian positif daripada
apabila
kita
isyarat masukan diperlukan dioda,
menggunakan sumber AC standar. Ada dua jenis system penyearah gelombang yang umum digunakan,
a
yaitu penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh (Tim Elektronika Dasar, 2013: 29). Jika tegangan sumber diganti sumber tegangan bolak-balik maka
b Gambar 6.3.
Penyearah setengah
gelombang,
akan diperoleh bentuk grafik dengan isyarat keluaran hanya mempunyai nilai positif saja. Untuk tegangan
sehingga diperoleh bentuk isyarat
masukan dan keluaran seperti gambar
adanya kapasitor, tegangan tak segera
berikut.
turun walaupun tegangan masukan Inilah
penyearah
yang
dinamakan
sudah turun. Hal ini disebabkan
setengah
gelombang
karena kapasitor memerlukan waktu
(Sutrisno, 1986: 91-93). Ketika
untuk
diode
mengosongkan
muatannya.
digunakan
Sebelum tegangan pada kapasitor
dalam penyearah setengah gelombang
turunbanyak, tegangan pada kapasitor
dengan
resitif,
keburu naik lagi. Tegangan yang
memberikan 3 karakteristik penting
berubah yang terjadi disebut tegangan
dari diode yaitu:
riak (Sutrisno, 1986: 95-96).
sebuah
beban
1. Arus puncak diode sama dengan arus puncak beban.
1. Variabel manipulasi : tegangan
2. Arus rata-rata yang mengalir pada diode sama dengan arus rata-rata yang mengalir pada beban. 3. Tegangan
balik
puncak
sama
AC (Haris,dkk, 2008: 162). dapat
input dan kapasitansi kapasitor 2. Variabel
kontrol
resistor,
dengan tegangan puncak sumber
Kita
B. Identifikasi variabel
:
resistansi
tegangan
sumber,
frekuensi sumber 3. Variabel respon : tegangan output
C. Definisi variabel
memperoleh
1. Tegangan input: tegangan yang
penyearah gelombang penuh dengan
berasal
dua cara. Cara pertama memerlukan
dengan besar tegangan 6V dan
transformator dengan sadapan pusat
12V.
dari
2. Kapasitansi
trafo
step-down
kapasitor:
daya
tampung muatan sebuah kapasitor yaitu sebesar 22 µF dan 100 µF. 3. Resistansi resistor: nilai resistan sebuah Gambar 6.4.
dan
cara
kedua
yaitu
D2 menghantar. Jika isyarat negative, dengan
D3
sebesar
4. Tegangan sumber: tegangan yang berasar dari PLN sebesar 220V.
jika isyarat positif arah arus D1 dan
arus
yaitu
1000Ω.
dengan
menggunakan empat dioda
arah
resistor
dan
D4
menghantar dan akan diperoleh arus dengan gambar seperti diatas. Dengan
5. Frekuensi
sumber:
besarnya
frekuensi dari PLN sebesar 50Hz. 6. Tegangan
output:
besarnya
tegangan yang terbaca pada laar osiloskop.
4. Memindahkan probe osiloskop ke
D. Alat dan bahan 1. Variable
low
output rangkaian untuk mengamati
step-down
tampilan
transformer, 1 buah
keluaran
2. Diode penyearah, 4 buah
mencatatnya
3. Kapasitor elektrolit, 2 buah
keluaran Vout.
dan
sebagai
nilai
5. Mengulangi percobaan 3 dan 4
4. Resistor, 1 buah 5. Jembatan penghubung, 1 buah
dengan mengubah nilai tegangan
6. Kabel penghubung, 3 buah
masukan.
7. Osiloskop sinar katoda + probe, 1
6. Mengulangi kegiatan 3 sampai 5 dengan
set
elektrolit dengan kapasitas yang
1. Mencatat spesifikasi bahan yang
berbeda.
digunakan. 2. Merangkai kit percobaan seperti
7. Melanjutkan kegiatan pengukuran untuk
gambar berikut
untuk
mendapatkan tampilan gelombang
penyearah
penuh.
Dengan
rangkaian seperti berikut.
channel osiloskop dengan terminal rangkaian
rangkaian
gelombang
3. Menghubungkan input salahsatu
dari
hambatan
beban dengan sebuah kapasitor
E. Prosedur kerja
input
memparalel
F. Data/analisis data Hasil pengamatan Spesifikasi bahan
F
1. Diode : IN5399 NB
D
D
1
2
D
F
22 0 VA D 3
D 4
R
V
L
220 VAC 50
V
RL
in
V o
o
Penyearah SetengahPenyearah Gelombang
gelombang
Penuh Sistem Jembatan
masuka.
Mencatat
hasil
pengamatan sebagai nilai tegangan Vm.
2. Kapasitor : 100 µF dan 22 µF 3. Resistor : coklat, hitam, merah, emas = 1000 ± 5 %
Table 1. hubungan antara tegangan sumber, tegangan dengan filter dan tanpa filter pada penyearah
setengah
gelombang. Vs
Vpp
Vp
V tanpa
V dengan
(V)
(V)
(V)
filter (V)
filtrer (V)
22 µF
100 µF
= 8 – 0.7 = 7.3V
|− − |x100% 7.3−7.2|x100% =| 7.25
%diff=
= 1% Untuk Vs 12V Vout = Vm – 0.7
6
16
8
7.2
3.6
1.2
= 17 – 0.7
12
34
17
17
7.2
2.4
= 16.3V
|− − |x100% 16.3−17 |x100% =| 16.65
%diff= Table 1. hubungan antara tegangan sumber, tegangan dengan filter dan tanpa filter pada penyearah
setengah
3. Tegangan ripple Vrpp =
gelombang. Vs
Vpp
Vp
V tanpa
V dengan
(V)
(V)
(V)
filter (V)
filtrer (V)
22 µF
100 µF
6
16
8
7.2
1.6
0.4
12
34
17
16
3.6
1.2
Penyearah setengah gelombang
1. Vrms =
= 4%
1 Vm
Untuk Vs 6V Kapasitor 22 µF Vrpp =
|− − |x100% 7.273−3.6 |x100% =| 5.44
%diff=
Vm = V p
Vrms =
1 √ 2 8V
=5.65V Untuk Vs 12V Vrms =
1 √ 2 17
=67% Kapasitor 100 µF Vrpp =
Vout = Vm – VD Untuk Vs 6V Vout = Vm – 0.7
1 50 1000 100 µF
8V
=1.6V
|− − |x100% 1.6−1.2|x100% =| 1.4
%diff=
=12.02V 2. Tegangan keluaran
8V
= 7.273V
1 V √ 2 m
Untuk Vs 6V
1 50 1000 22 µF
=28% Untuk Vs 12V Kapasitor 22 µF Vrpp =
1 50 1000 22 µF
= 15.45V
17V
|− − |x100% 15.45−7.2 |x100% =| 11.3
%diff=
= 8 – 0.7 = 7.3V
|− − |x100% 7.3−7.2|x100% =| 7.25
%diff=
= 73% Kapasitor 100 µF Vrpp =
1 50 1000 100 µF
= 1%
17V
= 3.4V
− |x100% %diff=| − 3.4−2.4|x100% =| 2.9 = 34%
Untuk Vs 12V Vout = Vm – 0.7 = 17 – 0.7 = 16.3V
|− − |x100% 16.3−16 |x100% =| 16.15
%diff=
4. Tegangan rata-rata akhir hasil filter
VDC =
Untuk Vs 6V VDC =
8 3.14
= 2.55V Untuk Vs 12V
17 VDC = 3.14
= 2% 3. Tegangan ripple Vrpp =
1 2 Vm
Untuk Vs 6V Kapasitor 22 µF Vrpp =
1. Vrms =
|− − |x100% 3.63−1.6 |x100% =| 2.61
%diff=
1 V √ 2 m
= 77%
Vm = V p Untuk Vs 6V Vrms =
1 8 √ 2 = 5.65V
Untuk Vs 12V Vrms =
Kapasitor 100 µF
1 2 50 1000 100 µF
Vrpp =
|− − |x100% 0.8−0.4 |x100% =| 0.6
%diff=
= 12.02V
Vout = Vm – VD Untuk Vs 6V Vout = Vm – 0.7
8V
= 0.8V
1 17 √ 2
2. Tegangan keluaran
8
= 3.63V
= 5.41V Penyearah gelombang penuh
1 2 50 1000 22 µF
=66% Untuk Vs 12V Kapasitor 22 µF Vrpp=
1 2 50 1000 22 µF
= 7.7V
17V
|− − |x100% 7.7−3.6 |x100% =| 5.65
daerah deplesi akan menyempit dan
= 72%
sebuah gelombang. Pada 0.02 detik
%diff=
Kapasitor 100 µF
1 Vrpp= 2 50 1000 100 µF 17
arus mengalir maka akan membentuk
kedua akan terjadi pembalikan pada sumber potensial listrik sehingga sisi negatif dari sumber potensial listrik
= 1.7V
|− − |x100% 1.7−1.2 |x100% =| 1.45
akan bertemu dengan kutub positif
=34%
memungkinkan arus untuk lewat.
%diff=
4. Tegangan rata-rata akhir hasil filter VDC =
arus akan mudah mengalir. Ketika
dari dioda sehingga daerah deplesi akan
dan
tidak
Karena hal ini maka tidak akan terbentuk gambar sinyal gelombang
2
pada osiloskop. Pada percobaan ini digunakan
Untuk Vs 6V VDC =
melebar
2 8 3.14
dua tegangan sumber yang berbeda yaitu 6V dan 12V. pada tegangan
= 5.09V
sumber 6V diperoleh tegangan tanpa
Untuk Vs 12V
filter secara praktek sebesar 7.2 V dan
2 17 VDC = 3.14
secara
= 10.83V
sumber
G. Pembahasan
teori
sebesar
tegangan
7.3V.
12V
Pada
diperoleh
tegangan tanpa filter secara praktek
Penyearah
setengah
sebesar 17V dan secara teori sebesar
gelombang menggunakan satu dioda
16.3V. nilai praktek dan teori yang
dengan sumber AC. Dioda berfungsi
diperoleh tidak jauh berbeda dan
untuk menyearahkan gelombang dan
memiliki nilai perbandingan yang
mengubah
minim.
tegangan AC
menjadi
tegangan DC sehingga akan nampak pada
osiloskop
sinyal
menggunakan empat buah dioda.
gelombang DC. Pada osiloskop akan
Pada layar osiloskop akan nampak
dihasilkan
yang
gambar gelombang yang penuh dalam
terputus-putus. Hal ini terjadi karena
artian tidak terdapat daerah kosong
pada saat 0.02 detik pertama sisi
seperti
positif dari sumber potensial bertemu
gelombang. Hal ini terjadi karena
dengan sisi positif dari dioda sehingga
kutub dioda yang sama dihubungkan
gambar
gambar
Penyearah gelombang penuh
sinyal
pada
penyearah
setengah
pada sumber potensial listrik jadi
sebesar 1.2V dan 2.4V. Pada data
ketika 0.02 detik pertama maupun
hasil
selanjutnya arus akan tetap mengalir
gelombang
masuk ke dioda. Sehingga akan
tegangan riak untuk kapasitor 22µF
dihasilkan gambar sinyal gelombang
yaitu
yang penuh.
sedangkan untuk 100µF diperoleh
Pada
percobaan
ini
praktikum penuh
sebesar
penyearah diperoleh
1.6V
dan
nilai
3.6V
sebesar 0.4V dan 1.2V. dari data
didapatkan data yang cukup baik
tersebut
untuk nilai tegangan tanpa filter yaitu
berdasarkan
secara teori sebesar 7.3V dan secara
tegangan akan semakin berkurang
praktek diperoleh sebesar 7.2V untuk
untuk
tegangan
semakin meningkat.
sumber
sebesar
6V.
secara
keseluruhan telah
teori
kapasitansi
karena
kapasitor
nilai
yang
sedangkan untuk tegangan sumber
Nilai yang diperoleh secara
sebesar 12V diperoleh besar tegangan
teori dan praktek sangat jauh berbeda
secara teori sebesar 16.3V dan secara
sehingga
praktek sebesar 16V.
perbandingan yang sangat tinggi yaitu
diperoleh
nilai
Pada penyearah gelombang
antara 34% - 77%. Perbedaan ini
filter
riak
terjadi karena alat yang seharusnya
tegangan yang sangat besar, sehingga
dipakai untuk mengukur besarnya
dibutuhkan kapasitor untuk meredam
tegangan keluaran yaitu multimeter,
riak
sedangkan
pada
pembacaan
nilai tegangan hanya
tanpa
akan
tersebut.
meredam
riak
diperoleh
Kapasitor kerena
dapat
kapasitor
praktikum
ini
berfungsi untuk menampung muatan.
dilakukan pada gambar gelombang
Karena adanya kapasitor tegangan
yang terdapat pada layar osiloskop.
yang turun tidak segera turun karena
Selain itu kesalahan dapat terjadi
ketika muatan kapasitor mulai turun
karena alat yang kurang baik serta
banyak
terisi
praktikan yang kurang teliti dalam
kembali. Semakin besar kapasitansi
membaca penunjukan nilai tegangan
kapasitor maka tegangan riak yang
pada layar osiloskop.
kapasitor
keburu
dihasilkan akan semakin kecil.
H. Kesimpulan
Pada data hasil praktikum
Setelah melakukan praktikum
untuk penyearah setengah gelombang
dapat disimpulkan bahwa:
diperoleh
1. Dioda
nilai
tegangan
untuk
berfungsi
untuk
kapasitor 22µF sebesar 3.6V dan 7.2V
menyearahkan gelombang karena
sedangkan untuk kapasitor 100µF
sinya gelombang AC dapat di
transfer menjadi sinyal gelombang DC pada layar osiloskop. 2. Penyearah setengah gelombang menggunakan satu buah dioda sedangkan penyearah gelombang penuh menggunakan 4 buah dioda dengan
menghubungkan
kutub
dioda yang sama pada sumber potensial eksternal. 3. Semakin
besar
kapasitansi
kapasitor maka akan semakin kecil nilai
tegangan
riak
yang
dihasilkan.
DAFTA R PUSTAKA Haris,
dkk.
(2008). Dasar-dasar
elektronika. Makassar: badan penerbit UNM Sutrisno. (1986). Elektronika, teori dan penerapannya. Bandung: penerbit ITB. Tim
elektronika Penuntun
dasar.
(2013). praktikum
elektronika
dasar
Makassar:
laboratorium
.elektronika dasar UNM
1.
