Percobaan 3_laporan Penyearah_kelompok 6

PERCOBAAN IIIPENYEARAH

PERCOBAAN 3PENYEARAH

1. Tujuan PercobaanSetelah melakukan percobaan mahasiswa dapat :1. Merangkai Penyearah Setengah Gelombang dan Gelombang Penuh2. Menghitung dan menggambar sinyal keluaran3. Menjelaskan pengaruh beban dan tapis

2. Teori dasarPenggunaan dioda yang paling umum adalah sebagai penyearah. Penyearah aalah suatu rangkaian yang berfungsi untuk mengubah tegangan AC menjadi Tegangan DC. Penyearah dengan dioda mengikuti sifat dioda yang akan menghantar saat dibias maju dan tidak konduksi saat dibias mundur.Ada dua jenis rangkaian penyearah dengan menggunakan dioda yaitu Penyearah Setengah Gelombang dan Penyearah gelombang penuh.Pada penyearah setengah gelombang periode positif dioda akan mendapat bias maju sedangkan pada setengah periode negatif akan mendapat bias mundur, Hal ini akan menyebabkan tegangan beban RL merupakan sinyal setengah gelombang.

Gambar 4.1 Penyearah Setengah Gelombang

Tegangan keluaran Hasil Penyearah setengah gelombang penuh VDC = Vm/. Antara sinyal masukan dan sinyal keluar mempunyai periode yang sama sehingga frekwensi keluaran sama dengan frekwensi masukan.Dengan menggunakan dua buah dioda dan sebuah transformator CT ( transformator dengan cabang tengah ) suatu rangkaian penyearah gelombang penuh akan didapat.

Gambar 4.2 Penyearah Gelombang Penuh Dengan Trafo CT

Pada saat a positif D1 akan konduksi dan arus akan mengalir ke beban melalui D1, pada siklus berikutnya, saat a negatif dan b positif, D2 akan konduksi dan arus akan mengalir melalui D2. Harga rata rata tegangan DC gelombang penuh VDC = 2 Vm/ . Frekwensi yang dihasilkan adalah dua kali frekwensi masukan sebab setiap satu gelombang menghasilkan dua puncak gelombang positif.Jika transformator tidak mempunyai cabang tengah dan diperlukan gelombang penuh, maka dapat digunakan rangkaian dioda dengan sistem jembatan.

Gambar 4.3 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan

Dalam rangkaian penyearah, tegangan DC yang dihasilkan mengandung riak. Untuk menghasilkan tegangan DC yang rata diperlukan penapis untuk mengurangi tegangan riak.Komponen komponen yang dapat digunakan sebagai tapis adalah komponen komponen reaktif ( L dan C ). Induktor mempunyai sifat sebagai penahan sinyal AC sedangkan kapasitor mempunyai sifat sebagai pelolos (pass ) untuk sinyal AC , sehingga untuk menghasilkan sinyal DC yang baik dapat dibuat rangkaian penapis dengan menggunakan induktor, kapasitor atau gabungan keduanya.

Gambar 4.4 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan Dengan Tapis

Gambar 4.5 Tegangan keluaran penyearah gelombang penuh dengan tapis

Penapis kapasitor berdasarkan deteksi puncak, artinya pada saat gelombang masukan menuju dari nol maka dioda akan dibias maju, pada saat ini kapasitor akan diisi muatan hingga tegangan puncak tercapai. Pada saat gelombang menuju negatif , maka dioda akan dibias mundur, karena kapasitor akan mempertahankan tegangan maksimumnya, muatan akan dilewatkan menuju resistansi beban dan akan terisi lagi saat tegangan puncak berikutnya

3. Peralatan dan bahan1. Osciloskop1 buah2. Multimeter2 buah3. Transformator 220 V / 9 V CT1 buah4. Dioda Silikon IN 40074 buah5. Resistor 470 , 1 K , 2K21 buah6. Kapasitor Elektrolit 50 F, 100 F , 470 F 7. Kabel Jumper

Dioda Silikon IN 4007Trafo CT

Multimeter

Osiloskop

Kabel Jumper

Kapasitor

Resistor

4. Diagram Rangkaian

Gb. 4.4. Penyearah Setengah Gelombang

Gb. 4.5. Penyearah Gelombang Penuh Dengan Trafo CT

Gb. 4.6 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan

Gb. 4.7 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan Dengan Penapis Kapasitor

5. Langkah Percobaan5.1. Penyearah Setengah Gelombang1. Rangkailah dioda seperti pada gambar 4.4 dengan RL = 4702. Dengan menggunakan multimeter Ukurlah arus dan tegangan beban . Catat hasil pengukuran ke tabel 1.3. Dengan menggunakan ascilliscope amati dan gambar pada kertas grafik bentuk gelombang sekunder trafo dan tegangan beban ,VL4. Gantilah RL dengan 1 K ulangi langkah 2 dan 35. Gantilah RL dengan 2K2 ulangi langkah 2 dan 3

5.2 Penyearah Gelombang Penuh Dengan Trafo CT1. Rangkailah dioda seperti pada gambar 4.5 dengan RL = 4702. Dengan menggunakan multimeter Ukurlah arus dan tegangan beban . Catat hasil pengukuran ke tabel 2.3. Dengan menggunakan ascilliscope amati dan gambar pada kertas grafik bentuk gelombang sekunder trafo dan tegangan beban ,VL4. Gantilah RL dengan 1 K ulangi langkah 2 dan 35. Gantilah RL dengan 2K2 ulangi langkah 2 dan 3.

5.3 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan1. Rangkailah dioda seperti pada gambar 4.6 dengan RL = 4702. Dengan menggunakan multimeter Ukurlah arus dan tegangan beban . Catat hasil pengukuran ke tabel 3.3. Dengan menggunakan ascilliscope amati dan gambar pada kertas grafik bentuk gelombang sekunder trafo dan tegangan beban ,VL4. Gantilah RL dengan 1 K ulangi langkah 2 dan 35. Gantilah RL dengan 2K2 ulangi langkah 2 dan 3.

5.4 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan1. Rangkailah dioda seperti pada gambar 4.7 dengan RL = 470 dan kapasitor dengan nilai 100 F2. Dengan menggunakan multimeter Ukurlah arus dan tegangan beban . Catat hasil pengukuran ke tabel 4.3. Dengan menggunakan ascilliscope amati dan gambar pada kertas grafik bentuk gelombang sekunder trafo dan tegangan beban ,VL4. Gantilah RL dengan 1 K ulangi langkah 2 dan 35. Gantilah RL dengan 2K2 ulangi langkah 2 dan 3.6. Gantikan kapasitor penapir menjadi 470 F , ulangi langkah 2 sampai 57. Gantikan kapasitor penapir menjadi 1000 F , ulangi langkah 2 sampai 5

6. Tabulasi DataTabel 3.1 Penyearah Setengah Gelombang

Vin [V]Beban []Hasil PengukuranHasil Perhitungan

IRL [mA]VRL [V]IRL [mA]VRL [V]

6 V4704.792.46.082.86

6 V1K2.382.42.862.86

6 V2K21.112.41.32.86

Tabel 3.2 Penyearah Gelombang Penuh Dengan Trafo CT



6 V470104.75125.65

6 V1K44.825.655.65

6 V2K22.54.842.565.65

Tabel 3.3 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan



6 V4708.54.39.464.45

6 V1K4.244.44.74.7

6 V2K22.034.52.134.7

Tabel 3.4 Penyearah Gelombang Penuh Sistem Jembatan Dengan Filter

Penapis CRL []MultimeterOsiloskop

IVIV

47 F47013.076.514.87

1K6.616.87.57.5

2K22.946.93.47.5

100 F47013.146.614.87

1K6.76.977

2K23.0873.187

1000 F47013.286.813.86.5

1K6.8376.56.5

2K23.157.12.956.5

7. Analisa Data7.1. Gb.4.1 penyearah setengah gelombang pada percobaan ini gambar gelombang sinus tidak penuh karena hanya menggunakan 1 dioda silikon yang di bias maju,kemudian untuk menghitung :Vm = tinggi gelombang x volt/div dan menghitung VDC = Vm/

Gambar gelombang sinus pada layar osilloscope pada volt/div 5 V7.2. Gb.4.2 penyearah gelombang penuh dengan trafo CTpada percobaan ini gambar gelombang sinus penuh,hanya menggunakan 2 dioda silikon yang di bias maju dengan pensuply menggunakan transformator CT ( transformator cabang tenggah ) tetapi jika menggunakan hanya 2 dioda tanpa menggunakan transformator CT tidak bisa menjadi penyearah gelombang penuh ,kemudian untuk menghitung :Vm = tinggi gelombang x volt/div dan menghitung VDC = 2 Vm/

7.3. Gb.4.3 penyearah gelombang penuh system jembatan pada percobaan ini gambar gelombang sinus penuh,hanya menggunakan 4 dioda silikon yang di bias maju dengan pensuply menggunakan transformator tanpa cabang tengah ,kemudian untuk menghitung :Vm = tinggi gelombang x volt/div dan menghitung VDC = 2 Vm/

7.4. Gb.4.4 penyearah gelombang penuh system jembatan dengan penapis kapasitorPada percobaan ini gambar gelombang sinus penuh,hanya menggunakan 4 dioda silikon yang di bias maju dengan pensuply menggunakan transformator tanpa cabang tengah kemudian pada tenggah rangkai dioda diberi kapasitor dengan tujuan untuk mengurangi tegangan riak pada gelombang ,untuk menghitung :Vm = tinggi gelombang x volt/div dan menghitung VDC = 2 Vm/

8. Tugas dan Pertanyaan.1. Hitung Arus dan Tegangan keluaran rangkaian penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh ?Jawab :Perhitungan ARUS setengah gelombang (Pada tabel 4.1) Jumlah kotak1,8 (RL=470)Vm= jumlah kotak x volt/div= 1,8 x 5 = 9 VVRL= Vm : = 9 : 3,14 = 2,86 VIR= VRL: RL= 2,86 : 470 = 6,08 mA Jumlah kotak 1,8 (RL =1K)Vm= jumlah kotak x volt/div= 1,8 x 5 = 9 VVRL= Vm : = 9 : 3,14 = 2,86 VIR= VRL : RL= 2,86 : 1K = 2,86 mA Jumlah kotak1,8 (RL = 2K2)Vm= jumlah kotak x volt/div= 1,8 x 5 = 9 VVRL= Vm : = 9 : 3,14 =2,86 VIR= VRL : RL= 2,86 : 2K2= 1,3 mA

Perhitungan ARUS gelombang penuh (Pada tabel 4.1) Jumlah kotak 1,8 (RL=470)Vm = jumlah kotak x volt/div x 2 = 1,8 x 5 x 2 =18 VVRL = Vm : = 18 : 3,14 = 5,65VIR = VRL : RL = 5,65 : 470 = 12 mA Jumlah kotak 1,8 (RL =1K)Vm = jumlah kotak x volt/div x 2 = 1,8 x 5 x 2 =18 VVRL = Vm : = 18 : 3,14 = 5,65 VIR = VRL: RL = 5,65 : 1K = 5,65 mA Jumlah kotak 1,8 (RL = 2K2)Vm = jumlah kotak x volt/div x 2 = 1,8 x 5 x 2 = 18 VVRL = Vm : = 18 : 3,14 = 5,65VIR = VRL: RL = 5,65: 2K2= 2,56 mA2. Apa berbedaan tegangan DC yang dihasilkan oleh penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh ?Jawab :Perbedaan tegangan yang di hasilkan penyearah setengah gelombang dengan penyearah gelombang penuh perbandingan tegangan 1 : 2 kemudian gambar pada layar osciloscop menunjukan pada rangakaian penyearah setengah gelombang jarak antara gelombang lebih lebih renggang dari pada penyearah gelombang penuh

Gelombang tegangan outputpada penyearah gelombang penuh

Gelombang tegangan outputpada penyearah setengahgelombang

3. Apa berbedaan tegangan DC yang dihasilkan oleh penyearah gelombang penuh dengan trafo dan sistem jembatan ?Jawab :Tegangan DC yang dihasilkan oleh penyearah gelombang penuh dengan trafo dan sistem jembatan memiliki bentuk yang sama, hanya saja nilai arus dan tegangan outputnya berbeda, dimana arus dan tegangan output dari penyearah gelombang penuh dengan trafo lebih tinggi dibandingkan nilai arus dan tegangan output penyearah gelombang penuh dengan sistem jembatan. Sehingga, hampir tak ada perbedaan pada tegangan DC yang dihasilkan oleh penyearah gelombang penuh dengan trafo sistem jembatan hanya perbedaan pada rangkaiannya lebih simpel menggunakan penyearah gelombang penuh dengan trafo dari pada sistem jembatan

4. Bagaimana Hasil Percobaan dan Perhitungan arus dan tegangan Keluaran penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh ?Jawab :Masing-masing hasil percobaan dan perhitungan arus dan tegangan keluaran penyearah gelombang penuh adalah kurang lebih dua kali hasil percobaan dan perhitungan arus dan tegangan keluaran penyearah setengah gelombang

5. Bagaimana pengaruh beban pada penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh?Jawab :Baik pada penyearah setengah gelombang maupun gelombang penuh, semakin besar nilai beban maka semakin besar tegangan keluaran, namun nilai arus keluaran semakin kecil. Hasil percobaan tegangan dan arus yang di hasilkan penyearah setengah gelombang dengan penyearah gelombang penuh perbandingan tegangan adalah 1 : 26. Bandingkan besar tegangan keluaran penyearah gelombang penuh tanpa kapasitor dan dengan kapasitor ?Jawab :Tegangan keluaran dari penyearah gelombang penuh dengan kapasitor lebih besar daripada tegangan keluaran dari gelombang penuh tanpa kapasitor

7. Apakah perubahan Beban berpengaruh terhadap besarnya tegangan keluaran?Jawab :Iya, perubahan beban berpengaruh terhadap besarnya tegangan keluaran yang dapat dilihat melalui gelombang sinus, dimana semakin besar nilai beban, semakin besar pula tegangan keluaran.

Gelombang tegangan output menggunakan resistor 1K mengunakan kapasitor 47 F

Gelombang tegangan output menggunakan resistor 470 mengunakan kapasitor 47 F

Gelombang tegangan output menggunakan resistor 2K2 mengunakan kapasitor 47 F

8. Apakah pengaruh perubahan nilai kapasitor terhadap tegangan keluaran ?Jawab :Semakin tinggi nilai kapasitor maka semakin tinggi pula tegangan keluaran dari penyearah gelombang penuh dengan filter




9. Kesimpulan Dari percobaan diatas dapat kami simpulkan bahwa Dioda yang secara umum berfungsi sebagai penyearah tegangan, penyearah salah satu rangkaian yang berfungsi untuk mengubah tegangan AC menjadi DC. Penyearah diode mengikuti sifat diode yang akan menghantar saat dibias maju dan tidak konduksi saat bias mundur . penyearah setengah gelombang hanya menggunakan 1 dioda yang diseri dengan beban yang di bisa maju dan tegangan yang di hasilkan hanya setengah dari gelombang penuh penyearah gelombang penuh,dapat menggunakan 2 dioda dengan trafo CT dan menggunakan 4 dioda dan trafo tanpa cabang tangah. Tujuan pemberian kapasitor pada sistem penyearah gelombang penuh untuk mengurangi riak yang pada gelombang agar lurus atau searah(DC),kemudian semakin besar pemberian nilai kapasitor maka gelombang semakin lurus. Pada saat arus bolak balik mengalir positif pada setengah panjang gelombang pertama. Pada saat arus bolak balik mengalir negative pada setengah panjang gelombang berikutnya, berlawanan dengan arah diode, dan diode tidak melewatkan arus. Sifat dioda hanya menyearahkan arus pada satu arah tegangan positif saja, maka bila sumber arus pada dioda diganti dengan arus bolak-balik, maka rangkaian penyearah dengan satu dioda salah satunya menghasilkan penyearahan setengah gelombang (periode) dan selebihnya menghasilkan penyearahan gelombang penuh. Dalam rangkaian penyearah setengah gelombang, hasil penyearah hanya pada bagian positif yaitu setengah dari panjang gelombang, dari tegangan bolak-balik sebagai sumbernya. Pada saat arus bolak-balik mengalir positif pada setengah panjang gelombang pertama, sesuai dengan panah dioda, dioda akan mengalirkan arus. Keluaran arus yang hanya setengah panjang gelombang ini sudah tentu tidak efisien, karena daya dari setengah gelombang yang lain tidak dimanfaatkan. Maka setengah gelombang yang lain harus disearahkan pula.

Documents

Percobaan 3_laporan Penyearah_kelompok 6