LAPORAN LABORATORIUM ELEKTRONIKA ANALOG

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

No Percobaan : V

RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG PENUH

Nama Praktikan : Muhamad Ilham Maulana (1314030006)

Nama Rekan Kerja : Siti Nur Asiyah Jamil

Umi Wahyunny

Kelas/Kelompok : TT-3A/03

Tanggal Pelaksanaan Praktikum : 17 September 2015

Tanggal Penyerahan Laporan : 24 September 2015

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

2015

PERCOBAAN V

RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG PENUH

4.1 TUJUAN

Menyelidiki dan mempelajari sifat-sifat dari bermacam-macam rangkaian penyearah

Menyelidiki dan mempelajari penggunaan 2 dioda pada rangkaian penyearah gelombang penuh

Menyelidiki fungsi dioda sebagai penyearah gelombang penuh

Mempelajari karakteristik dan sifat bermacam-macam filter untukpenyearah gelombang

4.2 DASAR TEORI

Penyearah gelombang (rectifier) adalah bagian dari power supply atau catu daya yang berfungsi untuk mengubah sinyal tegangan AC (Alternating Current) menjadi tegangan DC (Direct Current). Komponen utama dalam penyearah gelombang adalah dioda yang dikonfiguarsikan secara forward bias. Dalam sebuah power supply tegangan rendah, sebelum tegangan AC tersebut di ubah menjadi tegangan DC maka tegangan AC tersebut perlu di turunkan menggunakan Transformator Stepdown. Ada 3 bagian utama dalam penyearah gelombang pada suatu Power Supply yaitu, penurun tegangan (Transformer), penyearah gelombang / Rectifier (dioda) dan Filter (kapasitor).

Gambar a) Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh Menggunakan Kapasitor

b) Masukan dan Keluaran yang dihasilkan pada Osiloskop

c) Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh Tanpa Kapasitor

Arus DC rata-rata yang dihasilkan dari rangkaian penyearah gelombang penuh ini adalah dua kali dari arus rata-rata yang dihasilkan oleh penyearah setengah gelombang yakni:

IAV = 0,637 ∙ IMAX

4.3 ALAT – ALAT YANG DIGUNAKAN

No. Nama Alat Jumlah

1. Trafo step down 6 V dan 12 V 1 buah

2. Multimeter 1 buah

3. Osiloskop 1 buah

4. Dioda silikon 2 buah

5. Resistor 3,9 Ω 1 buah

6. Protoboard 1 buah

7. Kapasitor 1µF, 22µF, 100µF, 1000µF Masing – masing 1 buah

8. Kabel-kabel Penghubung Secukupnya

4.4. DIAGRAM RANGKAIAN

Gambar 1. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh Tanpa Kapasitor

4.5. CARA MELAKUKAN PERCOBAAN

1. Membuat rangkaian seperti Gambar rangkain 1 dengan RL sebesar 4 kΩ dan Vin (AC) = 24 Vpp

2. Mengukur besar Vout(DC) dan Iout (DC)

3. Menggambar bentuk gelombang Vin (AC) dan Vout (DC)

4. Memasang kapasitor 1µF

5. Melakukan langkah 2 dan 3

6. Untuk pengukuran menggunakan Kapasitor, menggunakan gambar 2

7. Mengganti kapasitor dengan kapasitor 22µF, 100µF, 1000µF dan melakukan langkah 2 dan 3.

4.6. DATA HASIL PERCOBAAN

Vin

OSC

Vout (dc) Iout (dc) (mA) I diode (mA)

Ukur Hitung Ukur Hitung Ukur Hitung

Tanpa c 6,55V 5,40V 5,38V 1,30 1,35 0,64 -

C = 1μF 6,55V 6,20V 3,70V 1,50 0,94 0,73 -

C = 22 μF 6,55V 8,30V 7,99V 2,00 2,04 0,52 -

C = 100 μF 6,55V 8,46V 8,35V 2,05 2,14 0,96 -

C = 1000 μF 6,55V 8,45V 8,44V 2,05 2,16 0,66 -

Gambar 2. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh Dengan Kapasitor

Perhitungan

Tanpa C:

o V DC=2Vm

π=2.8,46=5,38 V

o I DC=Vs−Vd / R→ I DC=6−5,38V

3.9 kΩ=0,15mA

Dengan C = 1 µF=1x10-6f :

o V DC=2. Vm. R .C . f /(2. .R . C . f )+1

o VDC = 2.8,46.3900.10-6.100/(2.3900.10-6.100)+1 = 3,70V

o I DC=Vdc

R→ I DC=

3,703900

=0,94 mA

Dengan C = 22 µF = 22x10-6f :

o V DC=2. Vm. R .C . f /(2. .R . C . f )+1

o VDC = 2.8,46.3900.22x10-6.100/(2.3900.22x10-6.100)+1= 7,99V

o I DC=Vdc

R→ I DC=

7,993900

=2, 04 mA

Dengan C = 100 µF = 100x10-6f =10-4 :

o V DC=2. Vm. R .C . f /(2. .R . C . f )+1

o VDC = 2.8,46.3900. 10-4.100/(2.3900. 10-4.100)+1= 8,35V

o I DC=Vdc

R→ I DC=

8,353900

=2, 14 mA

o

Dengan C = 1000 µF = 103x10-6=10-3f :

o V DC=2. Vm. R .C . f /(2. .R . C . f )+1

o VDC = 2.8,46.3900. 10-3.100/(2.3900. 10-3.100)+1= 8,44V

o I DC=Vdc

R→ I DC=

8,443900

=2,16 mA

4.7. ANALISA DAN PEMBAHASAN

Bagian pertama yang dibahas adalah penyearah. Yang dimaksud dengan penyearah adalah rangkaian elektronika yang berfungsi menyearahkan gelombang arus listrik. Arus listrik yang semula berupa arus bolak-balik (AC) jika dilewatkan rangkaian Penyearah akan berubah menjadi arus searah (DC).

Yang kedua adalah Dioda. Dioda merupakan salah satu komponen elektronika yang termasuk komponen aktif, Dioda merupakan piranti non-linier yang berfungsi untuk menyearahkan arus dari ac menjadi dc. Setiap dioda yang berbeda mempunyai tegangan cut-in dan tegangan breakdown yang berbeda-beda. Setiap dioda yang berbeda juga menghasilkan kurva i-v yang berbeda pula. Selain sebagai penyearah, dioda juga dapat diterapkan untuk melindungi peralatan elektronika (misalnya, radio dan komputer) dari kerusakan akibat terbaliknya polaritas ketika dihubungkan ke suplai dc. Jika suplai dc dihubungkan dengan polaritas yang salah (A- B+) maka dioda dipanjar mundur sehingga tidak akan melakukan arus ke rangkaian.

Yang ketiga adalah rangkaian penyearah. Biasanya, menjumpai dua jenis penyearah yaitu penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh. Pada laporan ini dibahas rangkaian Penyearah gelombang Penuh dengan Trafo CT (Centre Tap).

Berdasarkan hasil dari pengukuran dan perhitungan terdapat perbedaan angka yang tidak jauh berbeda. Ada beberapa faktor, yaitu seperti nilai yang dicantumkan pada tahanan tidak sama, seperti yang sudah dilihat pada tahanan ditunjukkan sebesar 4 kΩ ternyata setelah di cek dengan multimeter tahanan tersebut bernilai 3,9kΩ hal ini bisa disebabkan karena sudah seringnya tahanan dipakai sehingga menyebabkan nilainya berkurang. Bukan hanya itu, perbedaan tersebut dapat juga disebabkan oleh kesalahan pengukuran seperti kesalahan pada alat ukur yang digunakan (alat ukur dengan keadaan yang kurang baik), dan kesalahan pengamatan (kurang teliti melihat hasil pengukuran), sehingga hasil yang didapat menjadi kurang presisi dengan hasil yang sebenarnya.

Pada rangkaian gelombang penuh, 2 dioda dipasang dalam rangkaian secara paralel dengan resistor. Gelombang outputnya menghasilkan bentuk gelombang penuh baik menggunakan kapasitor maupun tidak seperti yang ditunjukkan pada lampiran.

Hasil Vout antara tanpa filter kapasitif dengan menggunakan filter kapasitif berbeda. Besar Vout saat menggunakan filter kapasitif, bentuk tegangannya menjadi terlihat semakin datar. Dan dapat dinyatakan bahwa semakin besar kapasitansinya maka mengakibatkan semakin datar pula gelombang yang dihasilkan. Hal ini dikarenakan adanya filter C yang menyebabkan tegangan Vout tidak segera turun karena kapasitor memerlukan waktu untuk mengisi dan mengosongkan muatannya. Hal ini dapat membuktikan bahwa semakin besar kapasitansi filter C semakin kecil tegangan ripple (Vrpp). Maka hasil yang dikeluarkan dari rangkaian apabila ripple yang dihasilkan semakin kecil membuktikan bahwa arus yang dihasilkan oleh rangkaian tersebut merupakan arus DC (semakin DC). Pada kapasitor 1000µF nilai tegangan keluaran akan semakin besar namun semakin kecil hambatan yang dihasilkan maka nilai arus pada dioda makin kecil pula, hal ini disebabkan nilai tegangan yang dihasilkan akan berbanding lurus dengan nilai arus dan hambatannya.

4.9. KESIMPULAN

Penyearah tegang dengan menggunakan 2 buah dioda memerlukan transformator/trafo yang mempunyai terminal CT (center tep/titik tengah). Dioda akan bekerja secara bergantian. Sehingga tegangan pada output akan selalu ada. Prinsip kerja rangkaian bias dijelaskan sebagai berikut:

1. Saat titik A mendapatkan tegangan positif (+) dan B negative (-), dioda D1 dalam kondisi dipanjar maju karena kaki anoda mendapat tegangan positif dan D2 dalam kondisi dipanjar terbalik (off). Karena dioda D1 dalam kondisi On, maka arus akan mengalir dari titik A – D1 – R dan kembali ketitik CT. Karena arus mengalir melewati R, maka pada R akan timbul tegangan sebesar Vin x 0.636. Tegangan yang timbul pada R merupakan tegangan output (Vout).

2. Saat titik A mendapatkan tegangan negatif (-)dan B positif (+), dioda D2 dalam kondisi dipanjar maju karena kaki anoda mendapat tegangan Positif dan D2 dalam kondisi dipanjar maju (On). Karena dioda D2 dalam kondisi On, maka arus akan mengalir dari titik B – D2 – R dan kembali ketitik CT. Karena arus mengalir melewati R, maka pada R akan timbul tegangan sebesar Vin x 0.636. Tegangan yang timbul pada R merupakan tegangan output (Vout).

3. Saat titik A mendapatkan tegangan positif (+) dan B negative (-), dioda D1 dalam kondisi dipanjar maju karena kaki anoda mendapat tegangan positif dan D2 dalam kondisi dipanjar terbalik (off). Karena dioda D1 dalam kondisi On, maka arus akan mengalir dari titik A – D1 – R dan kembali ketitik CT. Karena arus mengalir melewati R, maka pada R akan timbul tegangan sebesar Vin x 0.636. Tegangan yang timbul pada R merupakan tegangan output (Vout).

4. Saat titik A mendapatkan tegangan negative (-)dan B positif (+), dioda D2 dalam kondisi dipanjar terbalik karena kaki anoda mendapat tegangan negative (off) dan D2 dalam kondisi dipanjar maju (On). Karena dioda D2 dalam kondisi On, maka arus akan mengalir dari titik B – D2 – R dan kembali ketitik CT. Karena arus mengalir melewati R, maka pada R akan timbul tegangan sebesar Vin x 0.636. Tegangan yang timbul pada R merupakan tegangan output (Vout).

LAMPIRAN