Laporan Praktikum Elektronika Analog I

Nama : Ahmad Naswian (013-03-003)

Muh. Rifal (013-03-016)

Muh. Safri. J (013-03-017)

Prodi : Teknik Listrik

ELEKTRONIKA ANALOG I

PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG

PENYEARAH GELOMBANG PENUH

POLITEKNIK BOSOWA 2014

Kampus 1 - Jalan Lanto Dg. Pasewang No.39-41, Makassar-Sulawesi-Selatan 90123 Telp. +62 411 855 123, Faks. +62 411 855 223

Email:[email protected], Website: www.politeknik-bosowa.co.id

PRAKTIKUM ELEKTRONIKA ANALOG

KATA PENGANTAR i.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas limpahan rahmat dan karunia-Nya,sehingga kami dapat menyelesaikan modul ini dengan lancar, tepat pada waktu yang telah di tentukan.

Modul Praktikum Elektronika Analog I merupakan bahan pengajaran yang digunakan sebagai penduan praktikum mahasiswa Politeknik Bosowa untuk membentuk salah satu bagian dari kompetensi bidangkeahlian Teknik Mekatronika. Modul ini menguraikan tentang cara menggunakan peralatan praktikum Basic Electricity, khususnya tentang penyearah, baik itu penyearah setengah gelombang maupun penyearah gelombang penuh.

Penulis menyadari bahwa penyelesaian modul ini tak lepas dari bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulismengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada rekan-rekan yang telah membantu dalam pembuatan modul ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa modul ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan modul ini. Penulis berharap modul ini dapat bermanfaat, khususnya bagi mahasiswa dan para pembaca pada umumnya.

Makassar, 10 Maret 2014

Penulis

PRAKTIKUM ELEKTRONIKA ANALOG I

DAFTAR ISI iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ...................................................................................................................... ii

DAFTAR ISI ................................................................................................................................... iii

PRAKTIKUM I ................................................................................................................................ 1

PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG ................................................................................. 1

2.1. Tujuan ....................................................................................................................................... 1

2.2. Dasar Teori ............................................................................................................................... 1

Karakteristik Dioda .................................................................................................................. 2

2.3. Buku Bacaan ............................................................................................................................. 5

2.4. Alat & Bahan ............................................................................................................................ 5

2.5. Langkah Kerja .......................................................................................................................... 5

Proses Penyearahan Gelombang ............................................................................................... 5

2. Pengaruh Kapasitor Halus ................................................................................................ 7

2.6. Analisis ..................................................................................................................................... 9

Rangkaian dengan R = 100kΩ dan C = 1µF ........................................................................... 12

Rangkaian dengan R = 100kΩ dan C = 10µF ......................................................................... 14

Rangkaian dengan R = 4k7Ω dan C = 1µF ............................................................................. 18

Rangkaian dengan R = 4k7Ω dan C = 10µF ........................................................................... 20

2.7. Kesimpulan ............................................................................................................................. 22

PRAKTIKUM II ............................................................................................................................. 23

PENYEARAH GELOMBANG PENUH ....................................................................................... 23

2.1. Tujuan ..................................................................................................................................... 23

2.2. Dasar Teori ............................................................................................................................. 23

2.3. Buku Bacaan ........................................................................................................................... 23

2.4. Alat & Bahan .......................................................................................................................... 23

2.5. Langkah Kerja ........................................................................................................................ 24

Pengaruh kapasitor penghalus ................................................................................................ 25

Proses Penyearahan Gelombang ............................................................................................. 27

Pengaruh kapasitor penghalus ................................................................................................ 29

2.6. Analisis ....................................................................................................................... 31

Penyearahan Gelombang Menggunakan Center Tapped .............................................. 31




Rangkaian dengan R = 4k7Ω dan C = 10µF ........................................................................... 42


DAFTAR ISI iv

Penyearahan Gelombang dengan 4 Dioda ..................................................................... 44




2.7 Kesimpulan ................................................................................................................. 55

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................................... 58


PRAKTIKUM I 1

PRAKTIKUM I

PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG

2.1. Tujuan

Setelah melaksanakan percobaan ini praktikan diharapkan dapat :

1. Memahami prinsip kerja penyearah setengah gelombang.

2. Memahami pengaruh kapasitor penghalus terhadap tegangan keluaran.

2.2. Dasar Teori

Peralatan elektronika pada umumnya menggunakan tegangan DC untuk dapatberoperasi,

sedangkan sumber listrik biasanya berupa tegangan AC. Karena itualat pengubah

tegangan AC menjadi tegangan DC. Pengubah itu disebutpenyearah (rectifier).

Rangkaiannya mengandung beberapa dioda. Bentuk konfigurasi dioda

tersebutmenentukan sifat penyearahan sinyal AC, sehingga ada istilah penyearahsetengah

gelombang dan penyearah gelombang penuh.

Pada bagian ini akan dibahas sifat-sifat penyearah setengah gelombang danistilah-istilah

yang berhubungan dengannya.

Bagian-bagian yang biasa digunakan dalam penyearah, yaitu :

1 Transformator (penurun tegangan arus jala-jala PLN).

2 Rectifier (penyearah gelombang).

3 Filter (kapasitor)


PRAKTIKUM I 2

Prinsip kerja rangkaian penyearah setengah gelombang, yaitu :

Gambar 1.2 Gambar masukan dan keluaran pada penyearah setengah gelombang

Pada dasarnya, sinyal AC jika dilihat dari osiloskop bentuknya sinusoidal yaitu memilik

arah bolak-balik dalam artian bisa berubah dari negative kepositif atau sebaliknya. Hal

inilah yang menyebabkan walaupun colokan dibolak-balik tidak akan menyebabkan

korsleting.

Jika sisi positif dari output diberikan kedioda, maka diode akan dalam keadaan forward

bias, sehingga sisi positif dari gelombang AC tersebut dapat dilewatkan. Sedangkan,

apabila sisi negatif dari output diberikan kedioda, maka diode akan dalam keadaan

reverse bias, sehingga sisi negative dari gelombang AC tersebut ditahan atau tidak

dilewatkan. Seperti terlihat pada gambar.

Karakteristik Dioda

Dioda merupakan komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor, antara

lain silicon dan germanium. Dioda berfungsi sebagai penyearah tegangan/arus DC

menjadi AC atau sebaliknya atau dapat dikatakan hanya dapat mengalirkan arus satu arah

saja. Dioda terdiri dari dua buah kaki yang disebut katoda dan anoda. Katoda merupakan

tipenegatif (N) dan anoda tipe positif (P). Struktur dioda merupakan sambungan

semikonduktor P dan N. Dengan struktur demikian, arus hanya dapat mengalir dari sisi P

menuju sisi N atau dari anoda ke katoda. Berikut ini adalah gambar simbol dan struktur

dioda.


PRAKTIKUM I 3

Gambar 1.3 Simbol Dioda

Selain tegangan maju (Vf) dan tegangan balik pucak (PIV), ada banyak spesifikasi dioda

lainnya yang penting dalam mendisain rangkaian dan memiliih komponen yang sesuai

dengan kebutuhan. Pabrikan semikonduktor mengeluarkan spesifikasi secara detail

terhadap produknya (dioda) dimana spesifikasi ini disebut dengan datasheets. Berikut

Datasheet Dioda Silicon yang umum dan penjelasan dari parameter-parameter tersebut.

http://www.diodes.com/datasheets/ds28002.pdf

Tabel 1.1

Keterangan Simbol :

No. Simbol Dioda Silikon Satua

n 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007

1 VRRM

50 100 200 400 600 800 1000 Volt 2 VRWM

3 VR

4 VR (VRMS) 35 70 140 280 420 560 700 Volt

5 IO 1.0 A

6 IFSM 30 A

7 VFM 1.0 Volt

8 IRM 50 μA

9 CJ 15 8 pF

10 RΘja 100 K/W

11 TA +150 °C

12 TJ + TSTG -65 sampai +150 °C

http://www.diodes.com/datasheets/ds28002.pdf


PRAKTIKUM I 4

1. Maximum Repetitive Reverse Voltage (VRRM) adalah jumlah tegangan maksimum

yang dapat ditahan dioda pada mode bias terbalik (reverse bias), dimana tegangannya

dalam bentuk pulsa yang periodik/berulang. Dioda yang ideal memiliki nilai yang tak

terhingga untuk parameter ini.

2. Working Peak Reverse Voltage (VRwm) adalah nilai maksimum tegangan puncak pada

kerja normal.

3. Maximum DC reverse voltage (VR atau VDC) adalah jumlah tegangan maksimum

yang dapat ditahan oleh dioda pada mode bias terbalik, dimana tegangannya merupakan

tegangan DC (kontinu). Dioda yang ideal memiliki nilai yang tak hingga untuk

parameter ini.

4. RMS Reverse Voltage (VRMS) adalah tegangan efektif.

5. Average Rectified Output Current (IO) adalah nilai maksimum rata-rata arus output

(keluaran) yang di perbaiki.

6. Maximum (Peak or Surge) Forward Current (IFSM atau IF (surge)) adalah jumlah

arus puncak maksimum yang dapat dilewatkan oleh dioda dalam mode bias maju. Lagi,

parameter ini dibatasi oleh kondisi thermal pada sambungan PN nya. Dioda ideal

memiliki nilai yang tak hingga untuk parameter ini.

7. Maximum Forward Voltage (VF) biasanya dispesifikasikan untuk arus tertentu. Dioda

yang ideal memiliki nilai 0 volt untuk parameter ini. Karena saat mengalami bias maju,

seharusnya dioda benar-benar mengalami short citcuit tanpa adanya drop tegangan pada

kedua terminalnya (0 V).

8. Typical Junction Capacitance (CJ) adalah kapasitansi intrinsik dari sambungan PN,

karena daerah pemisah (depletion region) pada dioda merupakan isolator yang

memisahkan muatan antara katoda dan anodanya sehingga menimbulkan efek

kapasitansi. Biasanya kapasitansi parasit pada dioda ini bernilai sangat kecil sekali

sekitar pico Farad (pF).

9. Thermal Resistance (Rθ) adalah perbedaan suhu antara sambungan PN dengan udara

luar (RθJA) atau beda suhu antara sambungan PN dengan kaki-kaki dioda (RθJL) untuk

penyerapan daya tertentu. Biasanya dinyatakan dalam satuan derajat Celcius per watt

(oC/W). Dioda yang ideal memiliki nilai nol untuk parameter ini yang berarti bahwa

bungkus dioda adalah konduktor dan radiator suhu yang sempurna, mampu mentransfer

semua energi panas dari sambungan PN ke udara luar (atau ke kaki-kaki dioda) sehingga

tidak ada perbedaan suhu antara pembungkus dioda dengan udara disekitarnya atau

dengan kaki-kaki dioda. Nila resistansi thermal yang tinggi berarti dioda membuang

kelebihan daya menjadi panas di sambungan PN nya sehingga dapat mengurangi

kemampuan disipasi daya maksimum dioda tersebut.


PRAKTIKUM I 5

10. Operating Junction Temperature (TJ) adalah suhu maksimum pada sambungan PN

yang diperbolehkan, biasanya menggunakan satuan derajat Celcius (oC). Panas adalah

masalah utama pada divais semikonduktor. Divais semikonduktor harus dibuat tetap

dingin agar dapat bekerja dengan baik dan lebih awet.

11. Storage Temperature Range (TSTG) adalah range suhu yang diperbolehkan untuk

menyimpan dioda (yang sedang tidak dipakai)

2.3. Buku Bacaan

Untuk membantu dan menambah pengetahuan tentang materi pada percobaanini, Anda

disarankan membaca buku-buku:

1. Boylestad, R., and L. Nashelsky, ”Electronic Devices and Circuit Theory”, Prentice-

Hall of India, New Delhi, 1991.

2. Millman, J., and C.C. Halkias, ”Integrated Electronics”, McGraw-Hill Book

Company, Singapore, 1972.

3. Millman, J., and A. Grabel, ”Microelectronics”, McGraw-Hill Book Company,

Singapore, 1987.

2.4. Alat & Bahan

Utama Papan plug-in Variable Power Supply PTE-022-02 Dioda 1N4002 Penghambat 100kΩ dan 4k7Ω Kapasitor 1μF/35V dan 10μF/35V Jumper Kabel Penghubung

Pendukung

Multimeter digital Osiloskop

2.5. Langkah Kerja

Proses Penyearahan Gelombang

1. Bentuk Gelombang Sinyal Input dan Output


PRAKTIKUM I 6

a) Siapkan papan plug-in, sumber tegangan AC, dioda 1N4002, penghambat 100kΩ,

multimeter digital, dan osiloskop.

b) Dengan keadaan sumber tegangan AC mati, rangkailah rangkaian seperti pada

Gambar 1 pada papan plug-in.

Gambar 1.1

c) Hidupkan sumber tegangan AC.

d) Dengan menggunakan multimeter digital yang diatur untuk pengukuran AC ukur

tegangan pada titik A kemudian isikan hasilnya pada Tabel 1.1

Tabel 1.1

Pengukuran

Tegangan

Pengukuran

Multimeter

Pengukuran Osiloskop

Vpp Vp

Va (volt)

Vb(volt)

e) Dengan menggunakan multimeter digital yang diatur untuk pengukuran DC, ukur

tegangan pada titik B, kemudian isikan hasilnya pada Tabel 1.1

f) Hitung pula nilai Vdc titk B dengan menggunakan rumus Vdc rangkaian penyearah

setengah gelombang tanpa kapasitor dibawah ini

2() =

0,707

= 2() 0,318

g) Hitung persentase kesalahan pengukuran dengan menggunakan rumus dibawah ini

ℎ −

100%


PRAKTIKUM I 7

h) Dengan menggunakan osiloskop yang diatur untuk pengukuran DC, hubungkan

kanal 1 pada titik A dan kanal 2 pada titik B. Tempatkan pembacaan kanal 1 pada

bagian atas layar osiloskop dan kanal 2 pada bagian bawah. Sket gambar yang

tampak pada Grafik 1 dan isikan hasil pengamatan pada Tabel 1.

Grafik 1.1

i) Dari gambar pada osiloskop, hitung nilai Vpp, dan Vp. Gunakan rumus dibawah ini

= ℎ

= /2

j) Matikan sumber tegangan AC.

k) Lengkapi Tabel 1.

l) Terlihat pada tampilan osiloskop bahwa bagian negatif sinyal AChilang dan hanya

bagian yang positif saja yang diloloskan.

2. Pengaruh Kapasitor Halus

a) Siapkan kapasitor tantalum 1μF/35V, kapasitor elektrolit 10μf/35V, dan penghambat

4k7Ω.

b) Dengan masih menggunakan rangkaian seperti pada Gambar 1, tambahkan kapasitor

pada posisi seperti yang digambarkan dengan garis putus-putus pada Gambar 1.1

c) Ukur nilai Vdc dengan cara menghubungkan multimeter yang telah diatur untuk

pengukuran DC dengan titik B.

d) Hidupkan sumber tegangan AC dan sket sinyal yang tampak pada osiloskop pada

Grafik 1.2


PRAKTIKUM I 8

Grafik 1..2

e) Lihat hasil gelombangnya

f) Dari gambar gelombang pada osiloskop, hitung nilai Volt peak to peak (Vpp).

g) Terlihat pada hasil pengukuran bahwa dengan menggunakan kapasitor, hasil

penyearahan mendekati sinyal DC. Tampak masih terdapat sisa-sisa gelombang pada

titik B. Gelombang ini disebut riak (ripple) dan dinyatakan besarnya oleh tegangan

riak (Vr). Untuk mengukur besarnya tegangan riak tersebut lakukan prosedur

percobaan berikut.

h) Ukur tinggi riak tersebut

i) Lalu hitung Vr, dengan menggunakan rumus dibawah ini

= (/)

Atau

=

j) Hitung pula nilai Vdc dengan menggunakan rumus Vdc rangkaian penyearah

setengah gelombang dengan kapasitor dibawah ini

= 2() −

2

k) Hitung nilai persentase kesalahan dengan menggunakan rumus pada percobaan 1

l) Matikan sumber tegangan AC.

m) Tukar kapasitor 1μF/35V dengan kapasitor 10μF/35V.

n) Lihat hasil pengukuran titik B pada osiloskop dan multimeter digital.

o) Ukur dan hitung pula nilai Vpp, Vdc, Vr, dan persentase kesalahan seperti percobaan

sebelumnya diatas.


PRAKTIKUM I 9

p) Matikan sumber tegangan AC.

q) Tukar penghambat 100kΩ dengan penghambat 4k7Ω.

r) Lihat hasil pengukuran titik B pada osiloskop dan multimeter digital,kemudian catat

hasilnya pada Tabel

s) Lakukan pengukuran dan perhitungan Vpp, Vdc, Vr, dan persentase kesalahan

seperti pada percobaan dengan penghambat 100kΩ.

t) Dengan pengukuran dan perhitungan pada beberapa pecobaan pengaruh kapasitor

halus diatas, Lengkapilah tabel 1.2 dibawah ini

Tabel 1.2

NO C

(µF)

R

(Ω)

P.ENGUKURAN

OSILOSKOP

PENGUKURAN

MULTIMETER PERHITUNGAN

%KESALAHAN

1 1 100K

2 10 100K

3 - 4K7

4 1 4K7

5 10 4K7

2.6. Analisis

1. Bentuk gelombang sinyal Input dan Output

Titik A Titik B

Gambar 1.2

D1

1N4002

R1100kΩ

V1

10Vrms 50Hz 0°

Sisi input (pengkuran titik A)

Selector verikal

Selector horizontal

Tinggi gelombang

Panjang gelombang

Probe

=

=


PRAKTIKUM I

Gambar 1.3


Grafik 1.1

Selector verikal = 1v/div

Selector horizontal = 5 ms/div

Tinggi gelombang = 3 div

Panjang gelombang = 4 div

= x10

=

= 3 1

10 = 30

=

=

= 15

=


10


PRAKTIKUM I 11

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 9,8

Sisi Output (pengukuran titik B)

Grafik 1.2

Selector verikal = 5 v/div




Probe = x1

=

= 2,8 5

1 = 14

=

=

= 7

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 4,1

2() =

,=

,= 14,14

(ℎ) = 2() 0,0318

(ℎ) = 14,14 0,0318 = 4,4


PRAKTIKUM I 12

Persentase kesalahan

ℎ −

100%

4,4 − 4,1

4,1100% = 7%

Tabel sisi input dan sisi output

Tabel 1.3

Pengukuran

Tegangan

Pengukuran

Multimeter (V)


Vpp (v) Vp (v)

Va (volt) 9,8 30 15

Vb(volt) 4,1 14 7

2. Rangkaian Dengan Kapasitor Penghalus

Rangkaian dengan R = 100kΩ dan C = 1µF

Gambar rangkaian

Gambar 1.4

D1

1N4002

R1100kΩ

V1

10Vrms 50Hz 0°

C11µF

Selector veri

Selector horizontal

Tinggi gelombang

Panjang gelombang

Probe

Tinggi Riak


PRAKTIKUM I

Gambar 1.5

Grafik 1.3





= x1

= 0,6 div

=

= 3 5

1 = 15


13


PRAKTIKUM I 14

=

= 0,6 5

1 = 3

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 12,5

2() =

,=

,= 14,14

(ℎ) = 2() − /2

(ℎ) = 14,14 −3

2= 12,64


ℎ −

100%

12,64 − 12,5

12,5100% = 1,1%


Gambar rangkaian

Gambar 1.6

D1

1N4002

R1100kΩ

V1

10Vrms 50Hz 0°

C110µF

Selector veri

Selector horizontal

Tinggi gelombang

Panjang gelombang

Probe

Tinggi Riak

=

=

=


PRAKTIKUM I

Gambar 1.7

Grafik 1.4





= x1

= 0,4 div

=

= 3 5

1 = 15

=

= 0,4 5

1 = 2

=


15

=

=

2(


13,14

Rangkaian dengan R = 4k7, tanpa kapasitor

Gambar Rangkaian


PRAKTIKUM I

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 13,8

() =

,=

,= 14,14

(ℎ) = 2() − /2

(ℎ) = 14,14 −2

2= 13,14


ℎ −

100%

14 − 13,8

13,8100% = 4%

Rangkaian dengan R = 4k7, tanpa kapasitor

Gambar Rangkaian

Gambar 1.8

Gambar 1.9

D1

1N4002V1

10Vrms 50Hz 0°


16

R14k7Ω


PRAKTIKUM I 17

Grafik 1.5





Probe = x1

=

= 3 5

1 = 14

=

=

= 7,5

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 4,2

2() =

,=

,= 14,14

(ℎ) = 2() 0,0318

(ℎ) = 14,14 0,0318 = 4,4


ℎ −

100%

4,4 − 4,2

4,2100% = 4%

Rangkaian dengan R = 4k7

Gambar rangkaian


PRAKTIKUM I

Rangkaian dengan R = 4k7Ω dan C = 1µF

Gambar rangkaian

Gambar 1.10

Gambar 1.11

Grafik 1.6

D1

1N4002V1

10Vrms 50Hz 0°

C11µF


18

R14k7Ω


PRAKTIKUM I 19





Probe = x1

Tinggi Riak = 2,9 div

=

= 3 5

1 = 15

=

= 2,9 5

1 = 14,5

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 6

2() =

,=

,= 14,14

(ℎ) = 2() −

(ℎ) = 14,14 −14,5

2= 6,8


ℎ −

100%

6,8 − 6

6100% = 13%


Gambar Rangkaian


PRAKTIKUM I


Gambar Rangkaian

Gambar 1.12

Gambar 1.13

Grafik 1.7

D1

1N4002V1

10Vrms 50Hz 0°

C110µF


20

R14k7Ω


PRAKTIKUM I 21





Probe = x1


=

= 3 5

1 = 15

=

= 1,2 5

1 = 6

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 11,5

2() =

,=

,= 14,14

(ℎ) = 2() −

(ℎ) = 14,14 −6

2= 11,4


ℎ −

100%

11,4 − 11,5

11,5100% = 3%


PRAKTIKUM I 22

Tabel Percobaan Rangkaian dengan Kapasitor Halus (Pengaruh Kapasitor Halus)

Tabel 1.4

NO C

(µF)

R

(Ω)

P.ENGUKURAN

OSILOSKOP

PENGUKURAN


%KESALAHAN

(Vr) (V)

1 1 100K 3 12,5 12,64 1,1%

2 10 100K 2 13,8 13,14 4%

3 - 4K7 - 4,2 4,4 4%

4 1 4K7 14,5 6 6,8 13%

5 10 4K7 6 11,5 11,14 3%

2.7. Kesimpulan

1. Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa dioda meneruskan arus pada panjaran arah

maju dan memblokir arus pada panjaran arah balik

2. Terlihat bahwa pada rangkaian tanpa kapasitor, gelombang yang dihasilkan masih belum

halus, karena masih banya arus AC yang dilewatkan. Tetapi pada saat menggunakan

kapasitor, gelombang yang dihasilkan lebih halus. Ini disebabkan karena kapasitor

bersifat memfilter arus AC.

3. Jika nilai kapasitor yang digunakan lebih besar maka bentuk gelombang akan lebih halus

atau riaknya berkurang. Ini disebabkan karena kapasitor yang memiliki nilai lebih besar

akan mengalami metode pengosongan lebih lama

4. Perbandingan penggunaan resitor juga dapat diketahui bahwa, pada rangkaian dengan

resistor lebih besar maka riak gelombang akan semakin kecil. Jika rangkaian dengan

menggunakan kapasitor lebih kecil, maka riak akan semakin besar. Ini disebakan karena

pada resitor dengan nilai yang lebih kecil, arus yang melewatinya semakin besar sehingga

metode pengosongan pada kapasitor cenderung lebih cepat. Hal ini menyebabkan bukit

gelombang semakin tinggi.


PRAKTIKUM II 23

PRAKTIKUM II

PENYEARAH GELOMBANG PENUH

2.1. Tujuan

Setelah melaksanakan percobaan ini praktikan diharapkan dapat :

1. Memahami prinsip kerja penyearahan gelombang penuh.

2. Memahami pengaruh kapasitor penghalus.

3. Membandingkan antara penyearah gelombang penuh dengan penyearah

2.2. Dasar Teori

Pada bagian lalu telah dibahas sifat-sifat dari penyearah setengah gelombang. Dengan

menggunakan empat buah dioda yang disusun sedemikian rupa makaakan diperoleh

penyearah gelombang penuh. Penyearah gelombang penuh inimemiliki beberapa

keunggulan dibandingkan dengan penyearah setengahgelombang. Karena itu pada bagian

ini akan dibahas mengenai sifat-sifat daripenyearah gelombang dan istilah-istilah yang

berhubungan dengannya.

2.3. Buku Bacaan

Untuk membantu dan menambah pengetahuan tentang materi pada percobaanini, Anda

disarankan membaca buku-buku:

1. Boylestad, R., and L. Nashelsky, ”Electronic Devices and Circuit Theory”, Prentice-

Hall of India, New Delhi, 1991.

2. Millman, J., and C.C. Halkias, ”Integrated Electronics”, McGraw-Hill Book

Company, Singapore, 1972.

3. Millman, J., and A. Grabel, ”Microelectronics”, McGraw-Hill Book Company,

Singapore, 1987.

2.4. Alat & Bahan

Utama : Papan plug-in Variable Power Supply PTE-022-02 Dioda 1N4002 Penghambat 100kΩ dan 4k7Ω Kapasitor 1μF/35V dan 10μF/35V Jumper Kabel Penghubung Pendukung : Multimeter digital, Osiloskop


PRAKTIKUM II 24

2.5. Langkah Kerja

Proses Penyearahan Gelombang Menggunakan Center Tapped (CT)

a) Siapkan papan plug-in, sumber tegangan AC, empat buah diode 1N4002,

penghambat 100kΩ, multimeter digital, dan osiloskop.

b) Dengan keadaan sumber tegangan AC mati, susunlah rangkaian seperti pada Gambar

3 pada papan plug-in.

Gambar 2.1


d) Dengan menggunakan multimeter digital yang diatur untuk pengukuran AC, ukur

tegangan pada titik A, kemudian isikan hasilnya pada Tabel 2.1

Tabel 2.1

Pengukuran

Tegangan

Pengukuran

Multimeter


Vpp Vp

Va (volt)

Vb(volt)


tegangan pada titik B, kemudian isikan hasilnyapada Tabel 2.1

f) Dengan menggunakan osiloskop yang diatur untuk pengukuran DC, hubungkan

kanal 1 pada titik A dan kanal 2 pada titik B. Tempatkan pembacaan kanal 1 pada

bagian atas layar osiloskop dan kanal 2 pada bagian bawah. Sket gambar yang

tampak pada Grafik 1 dan isikan hasil pengamatan pada Tabel 2.1


PRAKTIKUM II 25

Grafik 2.1

g) Dari gambar pada osiloskop, hitung nilai Vpp, dan Vp. Gunakan rumus dibawah

ini

= ℎ

= /2

h) Hitung pula nilai Vdc titk B dengan menggunakan rumus Vdc rangkaian

penyearah gelombang penuh tanpa kapasitor dibawah ini

= 2

i) Hitung persentase kesalahan pengukuran dengan menggunakan rumus dibawah

ini

ℎ −

100%


k) Lengkapi Tabel 2.3

Pengaruh kapasitor penghalus

a) Siapkan kapasitor tantalum 1μF/35V, kapasitor elektrolit 10μF/35V, dan

penghambat 4k7Ω.

b) Dengan masih menggunakan rangkaian seperti pada Gambar 2.2, tambahkan

kapasitor pada posisi seperti yang tergambar dengan garis putus-putus.


PRAKTIKUM II 26

c) Hubungkan multimeter yang telah diatur untuk pengukuran DC dengan titik B.

d) Hidupkan sumber tegangan AC dan sket sinyal yang tampak di layar osiloskop

pada Grafik 5.

Grafik 2.2

e) Dari hasil gelombang pada osiloskop, hitunglah nilai peak to peak Vpp

f) Terlihat pada hasil pengukuran bahwa dengan menggunakan kapasitor hasil

penyearahan mendekati sinyal DC. Tampak masih terdapat sisa-sisa gelombang

pada titik B. Gelombang ini disebut riak. Besarnya disebut tegangan riak (Vr).

Untuk mengukur besarnya tegangan riak tersebut, lakukanlah prosedur percobaan

berikut.

g) Ukur tinggi riak tersebut

h) Lalu hitung Vr, dengan menggunakan rumus dibawah ini

= (/)

Atau

=

i) Hitung pula nilai Vdc dengan menggunakan rumus Vdc rangkaian penyearah

setengah gelombang dengan kapasitor dibawah ini

= 2() −

2

j) Hitung nilai persentase kesalahan dengan menggunakan rumus pada percobaan 1

k) Matikan sumber tegangan AC.

l) Tukar kapasitor 1μF/35V dengan kapasitor 10μF/35V.


PRAKTIKUM II 27

m) Lihat hasil pengukuran titik B pada osiloskop dan multimeter digital.

n) Ukur dan hitung pula nilai Vpp, Vdc, Vr, dan persentase kesalahan seperti

percobaan sebelumnya diatas.

o) Matikan sumber tegangan AC.

p) Tukar penghambat 100kΩ dengan penghambat 4k7Ω.

q) Lihat hasil pengukuran titik B pada osiloskop dan multimeter digital,kemudian

catat hasilnya pada Tabel

r) Lakukan pengukuran dan perhitungan Vpp, Vdc, Vr, dan persentase kesalahan

seperti pada percobaan dengan penghambat 100kΩ.

s) Dengan pengukuran dan perhitungan pada beberapa pecobaan pengaruh kapasitor


Tabel 2.2

NO C

(µF)

R

(Ω)

P.ENGUKURAN

OSILOSKOP

PENGUKURAN


%KESALAHAN

1 1 100K

2 10 100K

3 - 4K7

4 1 4K7

5 10 4K7

Proses Penyearahan Gelombang

a) Siapkan papan plug-in, sumber tegangan AC, empat buah diode 1N4002, penghambat

100kΩ, multimeter digital, dan osiloskop.

b) Dengan keadaan sumber tegangan AC mati, susunlah rangkaian seperti Gambar 2.1

pada papan plug-in.


PRAKTIKUM II 28

Gambar 2.2


d) Dengan menggunakan multimeter digital yang diatur untuk pengukuran AC, ukur

tegangan pada titik A, kemudian isikan hasilnya pada Tabel 2.3

Tabel 2.3

Pengukuran

Tegangan

Pengukuran

Multimeter


Vpp Vp

Va (volt)

Vb(volt)


tegangan pada titik B, kemudian isikan hasilnya pada Tabel 2.3

f) Dengan menggunakan osiloskop yang diatur untuk pengukuran DC, hubungkan kanal

1 pada titik A dan kanal 2 pada titik B. Tempatkan pembacaan kanal 1 pada bagian

atas layar osiloskop dan kanal 2 pada bagian bawah. Sket gambar yang tampak pada

Grafik 1 dan isikan hasil pengamatan pada Tabel 2.3

Grafik 2.3

g) Dari gambar pada osiloskop, hitung nilai Vpp, dan Vp. Gunakan rumus dibawah ini

= ℎ

= /2

h) Hitung pula nilai Vdc titk B dengan menggunakan rumus Vdc rangkaian penyearah

gelombang penuh tanpa kapasitor dibawah ini


PRAKTIKUM II 29

= 2

i) Hitung persentase kesalahan pengukuran dengan menggunakan rumus dibawah ini

ℎ −

100%


k) Lengkapi Tabel 2.3

Pengaruh kapasitor penghalus

a) Siapkan kapasitor tantalum 1μF/35V, kapasitor elektrolit 10μF/35V, dan penghambat

4k7Ω.

b) Dengan masih menggunakan rangkaian seperti pada Gambar 2.1, tambahkan kapasitor

pada posisi seperti yang tergambar dengan garis putus-putus.

c) Hubungkan multimeter yang telah diatur untuk pengukuran DC dengan titik B.

d) Hidupkan sumber tegangan AC dan sket sinyal yang tampak di layar osiloskop pada

Grafik 5.

Grafik 2.4

e) Dari hasil gelombang pada osiloskop, hitunglah nilai peak to peak Vpp

f) Terlihat pada hasil pengukuran bahwa dengan menggunakan kapasitor hasil

penyearahan mendekati sinyal DC. Tampak masih terdapat sisa-sisa gelombang pada

titik B. Gelombang ini disebut riak. Besarnya disebut tegangan riak (Vr). Untuk

mengukur besarnya tegangan riak tersebut, lakukanlah prosedur percobaan berikut.

g) Ukur tinggi riak tersebut


PRAKTIKUM II 30

h) Lalu hitung Vr, dengan menggunakan rumus dibawah ini

= (/)

Atau

=

i) Hitung pula nilai Vdc dengan menggunakan rumus Vdc rangkaian penyearah setengah

gelombang dengan kapasitor dibawah ini

= 2() −

2

j) Hitung nilai persentase kesalahan dengan menggunakan rumus pada percobaan 1

k) Matikan sumber tegangan AC.

l) Tukar kapasitor 1μF/35V dengan kapasitor 10μF/35V.

m) Lihat hasil pengukuran titik B pada osiloskop dan multimeter digital.

n) Ukur dan hitung pula nilai Vpp, Vdc, Vr, dan persentase kesalahan seperti percobaan

sebelumnya diatas.

o) Matikan sumber tegangan AC.

p) Tukar penghambat 100kΩ dengan penghambat 4k7Ω.

q) Lihat hasil pengukuran titik B pada osiloskop dan multimeter digital,kemudian catat

hasilnya pada Tabel

r) Lakukan pengukuran dan perhitungan Vpp, Vdc, Vr, dan persentase kesalahan seperti

pada percobaan dengan penghambat 100kΩ.

s) Dengan pengukuran dan perhitungan pada beberapa pecobaan pengaruh kapasitor


Tabel 2.4

NO C

(µF)

R

(Ω)

P.ENGUKURAN

OSILOSKOP

PENGUKURAN


%KESALAHAN

1 1 100K

2 10 100K

3 - 4K7

4 1 4K7

5 10 4K7

2.6. Analisis

Penyearahan Gelombang Menggunakan Center Tappe

1. Bentuk Gelombang Sinyal Input dan Output


PRAKTIKUM II

Penyearahan Gelombang Menggunakan Center Tapped

Bentuk Gelombang Sinyal Input dan Output

Gambar 2.3

Gambar 2.4


31


PRAKTIKUM II 32


Grafik 2.5



Tinggi gelombang = 3,8 div


Probe = x10

=

= 3,8 1

10 = 38

=

=

= 19

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 12



PRAKTIKUM II 33

Grafik 2.6





Probe = x1

=

= 3,6 5

1 = 18

=

=

= 9

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 10,9

(ℎ) =

(ℎ) = 18 2

3,14= 11,4


ℎ −

100%

11,4 − 10,9

10,9100% = 4,5%


Pengukuran

Tegangan

Va (volt)

Vb(volt)

2. Pengaruh Kapasitor Penghalus

Rangkaian dengan R = 100

Gambar rangkaian


PRAKTIKUM II


Tabel 2.5

Pengukuran Pengukuran

Multimeter (V)


Vpp (v)

12 38

10,9 18

Pengaruh Kapasitor Penghalus


Gambar rangkaian

Gambar 2.4

Gambar 2.5


34


Vp (v)

19

9


PRAKTIKUM II 35

Grafik 2.7





Probe = x1


=

= 3,6 5

1 = 18

=

= 0,4 5

1 = 2

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 16,1

2() =

,=

,= 16,973

(ℎ) = 2() −

(ℎ) = 16,973 −2

2= 15,973


15,973

Rangkaian dengan R = 100


PRAKTIKUM II

ℎ −

100%

973 − 16,1

16,1100% = 0,7%


Gambar 2.6

Gambar 2.7


36


PRAKTIKUM II 37

Grafik 2.8





Probe = x1


=

= 3,6 5

1 = 18

=

= 0,2 5

1 = 1

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 16,5

2() =

,=

,= 16,973

(ℎ) = 2() −

(ℎ) = 16,973 −1

2= 16,473


16,473

Rangkaian dengan R =

Gambar Rangkaian


PRAKTIKUM II


ℎ −

100%

473 − 16,5

16,5100% = 0,1%

Rangkaian dengan R = 4k7Ω, Tanpa Kapasitor

Gambar Rangkaian

Gambar 2.8

Gambar 2.9


38


PRAKTIKUM II 39

Grafik 2.9





Probe = x1

=

= 3,6 5

1 = 18

=

=

= 9

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 10,5

(ℎ) =

(ℎ) = 18 2

3,14= 11,4


ℎ −

100%

11,4 − 10,5

10,5100% = 8%



PRAKTIKUM II


Gambar 2.10

Gambar 2.11

Grafik 2.10


40


PRAKTIKUM II 41





Probe = x1


=

= 3,6 5

1 = 18

=

= 2,4 5

1 = 12

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 12

2() =

,=

,= 16,973

(ℎ) = 2() −

(ℎ) = 16,973 −12

2= 10,973


ℎ −

100%

10,973 − 12

12100% = 8%



PRAKTIKUM II


Gambar 2.12

Gambar 2.13


42


PRAKTIKUM II 43

Grafik 2.11





Probe = x1


=

= 3,6 5

1 = 18

=

= 0,8 5

1 = 4

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 15

2() =

,=

,= 16,973

(ℎ) = 2() −


PRAKTIKUM II 44

(ℎ) = 16,973 −4

2= 14,973


ℎ −

100%

14,973 − 15

15100% = 0,1%


Tabel 2.6

NO C

(µF)

R

(Ω)

P.ENGUKURAN

OSILOSKOP

MULTIMETER

Vdc

PERHITUNGAN

Vdc %KESALAHAN

(Vr) (V) (v)

1 1 100K 2 16,1 15,973 0,7%

2 10 100K 1 16,5 16,473 0,1%

3 - 4K7 - 10,5 11,4 8%

4 1 4K7 12 12 10,973 8%

5 10 4K7 4 15 14,973 0,1%

Penyearahan Gelombang dengan 4 Dioda

Gambar rangkaian

Gambar 2.14


Selector verikal

Selector horizontal

Tinggi gelombang

Panjang gelombang

Probe

3.6 div


PRAKTIKUM II

Gambar 2.15

(pengkuran titik A)

Grafik 2.12





= x10

=

= 3,6 2

10 = 72

3.6 div

4 div


45


PRAKTIKUM II 46

=

=

= 36

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 15


Grafik 2.13





Probe = x1

=

= 3,2 10

1 = 32

=

=

= 16

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 21,2

(ℎ) =

3.2 div

4 div


PRAKTIKUM II 47

(ℎ) = 32 2

3,14= 20,38


ℎ −

100%

20,38 − 21,2

21,2100% = 3%


Tabel 2.5

Pengukuran

Tegangan

Pengukuran

Multimeter (V)


Vpp (v) Vp (v)

Va (volt) 15 72 36

Vb(volt) 21,2 32 16

3. Pengaruh Kapasitor Penghalus


Gambar rangkaian

Gambar 2.16

Selector verikal

Selector horizontal

Tinggi gelombang

Panjang gelombang

Probe

Tinggi Riak

=

3.2 div

0.3 div


PRAKTIKUM II

Gambar 2.16

Grafik 2.14





= x1

= 0,3 div

=

= 3,2 10

1 = 32

=

3.2 div

4 div


48


PRAKTIKUM II 49

= 0,3 10

1 = 3

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 32,2

2() =

,=

,= 33,94

(ℎ) = 2() −

(ℎ) = 33,94 −3

2= 32,4


ℎ −

100%

32,4 − 32,2

32,2100% = 0,6%


Gambar 2.17

Selector verikal

Selector horizontal

Tinggi gelombang

Panjang gelombang

Probe

Tinggi Riak

=

=

3.2 div

0.1 div


PRAKTIKUM II

Gambar 2.18

Grafik 2.14





= x1

= 0,1 div

=

= 3,2 10

1 = 32

=

= 0,1 10

1 = 1

3.2 div

4 div


50

=

=

=

2(


33,44


Gambar Rangkaian


PRAKTIKUM II

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 34,9

() =

,=

,= 33,94

(ℎ) = 2() −

(ℎ) = 33,94 −1

2= 33,44


ℎ −

100%

44 − 34,9

34,9100% = 4%

Rangkaian dengan R = 4k7Ω, Tanpa Kapasitor

Gambar Rangkaian

Gambar 2.19


51

Selector verikal

Selector horizontal

Tinggi gelombang

Panjang gelombang

Probe

=

=

=


PRAKTIKUM II

Gambar 2.20

Grafik 2.15





= x1

=

= 3,4 10

1 = 34

=

=

= 17

=

= 4 5

= 0,02

3.4 div

4 div


52


PRAKTIKUM II 53

=

= 50

= 21

(ℎ) =

(ℎ) = 34 2

3,14= 21,6


ℎ −

100%

21,6 − 21

21100% = 2%


Gambar Rangkaian

Gambar 2.21

Selector verikal

Selector horizontal

Tinggi gelombang

Panjang gelombang

Probe

Tinggi Riak

2.4 div


PRAKTIKUM II

Gambar 2.22

Grafik 2.16





= x1

= 2,4 div

=

= 3,4 10

1 = 34

3.4 div

4 div

2.4 div


54


PRAKTIKUM II 55

=

= 2,4 10

1 = 24

=

= 4 5

= 0,02

=

= 50

= 24,1

2() =

,=

,= 33,94

(ℎ) = 2() −

(ℎ) = 33,94 −24

2= 21,94


ℎ −

100%

21,94 − 24,1

24100% = 8%


Tabel 1.4

NO C

(µF)

R

(Ω)

P.ENGUKURAN

OSILOSKOP

MULTIMETER

Vdc

PERHITUNGAN

Vdc %KESALAHAN

(Vr) (V) (v)

1 - 100K - 21,2 20,38 3%

2 1 100K 3 32,2 32,4 0,6%

3 10 100K 1 34,9 33,4 4%

4 - 4K7 - 21 21,6 2%

5 1 4K7 24 24,1 21,94 8%

2.7 Kesimpulan

Penyearah Gelombang Penuh dengan Center Tapped

1. Pada percobaan ini digunakan 2 buah dioda, 1 dioda untuk melewatkan

gelombang sisi positif dan dioda yang lainnya berfungsi untuk melewatkan

gelombanag sisi negatif. Sehingga rangkaian ini dapat menyearahkan gelombang

baik di sisi positif maupun di sisi ne

2. Pada grafik gelombang, terlihat bahwa bentuk gelombang masih kasar

banyak gelombang arus AC yang dilewatkan. Oleh karena itu digunakan

kapasitor alat untuk menghaluskan gelombang.

3. Terlihat pada rangkaian dengan kapasitor, bentuk gelombangnya

dibandingkan tanpa kapsitor, ini disebabkan karena kapasitor menyaring arus AC

yanag masih dilewatkan.

4. Jika nilai kapasitor yang digunakan lebih besar maka bentuk gelombang akan

lebih halus atau riaknya berkurang. Ini disebabkan karena kapasito

memiliki nilai lebih besar akan mengalami metode pengosongan lebih lama

5. Perbandingan penggunaan resitor juga dapat diketahui bahwa, pada rangkaian

dengan resistor lebih besar maka riak gelombang akan semakin kecil. Jika

rangkaian dengan menggunakan kapasitor lebih kecil, maka riak akan semakin

besar. Ini disebakan karena pada

melewatinya semakin besar sehingga metode pengosongan pada kapasitor

cenderung lebih cepat. Hal ini menyebabkan bukit gelombang semakin tinggi.

Penyearah Gelombang Penuh dengan 4 Dioda

1. Pada penyearah ge

yaitu D1,D2,D3, dan D4. Pada saat output transformator memberikan level

tegangan positif, maka D1 dan D4 pada posisi forward bias, D2 dan D3 pada

posisi reverse bias sehingga level tegangan sisi punca

dilewatkan melalui D1 dan D4. Kemudian pada saat outtput transformator

memberikan level tegangan sisi puncak negatif, D2 dan D3 berposisi pada

forward bias dan D1 dan D4 pada posisi reverse bias, sehingga rangkaian ini

dapat menyear


PRAKTIKUM II


baik di sisi positif maupun di sisi negatif.

Pada grafik gelombang, terlihat bahwa bentuk gelombang masih kasar


kapasitor alat untuk menghaluskan gelombang.

Terlihat pada rangkaian dengan kapasitor, bentuk gelombangnya


yanag masih dilewatkan.

Jika nilai kapasitor yang digunakan lebih besar maka bentuk gelombang akan

lebih halus atau riaknya berkurang. Ini disebabkan karena kapasito


Perbandingan penggunaan resitor juga dapat diketahui bahwa, pada rangkaian



besar. Ini disebakan karena pada resitor dengan nilai yang lebih kecil, arus yang



Penyearah Gelombang Penuh dengan 4 Dioda

Pada penyearah gelombang penuh ini, diugunakan rangkaian dengan 4 dioda,



posisi reverse bias sehingga level tegangan sisi puncak positif tersebut akan




dapat menyearahkan satu gelombang penuh.


56


Pada grafik gelombang, terlihat bahwa bentuk gelombang masih kasar/masih


Terlihat pada rangkaian dengan kapasitor, bentuk gelombangnya lebih halus


Jika nilai kapasitor yang digunakan lebih besar maka bentuk gelombang akan

lebih halus atau riaknya berkurang. Ini disebabkan karena kapasitor yang


Perbandingan penggunaan resitor juga dapat diketahui bahwa, pada rangkaian



resitor dengan nilai yang lebih kecil, arus yang



lombang penuh ini, diugunakan rangkaian dengan 4 dioda,



k positif tersebut akan





PRAKTIKUM II 57

2. Terlihat bahwa pada rangkaian tanpa kapasitor, gelombang yang dihasilkan

masih belum halus, karena masih banya arus AC yang dilewatkan. Tetapi pada

saat menggunakan kapasitor, gelombang yang dihasilkan lebih halus. Ini

disebabkan karena kapasitor bersifat memfilter arus AC.

3. Jika nilai kapasitor yang digunakan lebih besar maka bentuk gelombang akan

lebih halus atau riaknya berkurang. Ini disebabkan karena kapasitor yang


4. Perbandingan penggunaan resitor juga dapat diketahui bahwa, pada rangkaian



besar. Ini disebakan karena pada resitor dengan nilai yang lebih kecil, arus yang




DAFTAR PUSTAKA 58/14

DAFTAR PUSTAKA

Boylestad, R., and L. Nashelsky, ”Electronic Devices and Circuit Theory”, Prentice-Hall of India, New Delhi, 1991.

Millman, J., and C.C. Halkias, ”Integrated Electronics”, McGraw-Hill Book Company, Singapore, 1972.

Millman, J., and A. Grabel, ”Microelectronics”, McGraw-Hill Book Company, Singapore, 1987.

Pudak Scientific, ”Petunjuk Percobaan Basic Electricity”, Pudak Scientific, Bandung-Indonesia, 2014.

Laporan Praktikum Elektronika Analog I

Documents

Transcript of Laporan Praktikum Elektronika Analog I