p2 asper.docx
-
Upload
irkham-dekil -
Category
Documents
-
view
225 -
download
0
Transcript of p2 asper.docx
-
7/23/2019 p2 asper.docx
1/17
Percobaan 2
(Dioda sebagai Penyearah)
3.1 Tujuan Percobaan
1. Mengetahui karakteristik dioda sebagai penyearah
2. Mengetahui cara kerja dioda sebagai penyearah
3. Mengenal sifat-sifat yang dimiliki oleh dioda sebagai penyearah
4. Dapat merangkai rangkaian dioda sebagai penyearah
5. Mengetahui pengaruh tapis terhadap rangkaian dioda penyearah
3.2Dasar Teori
3.2.1 Dioda Sebagai Penyearah
Penyearah gelombang (rectifer) adalah bagian dari powersupply catu daya yang ber!ungsi untu" mengubah sinyaltegangan #$ (#lternating $urrent) men%adi tegangan D$ (Direct$urrent). &omponen utama dalam penyearah gelombang adalahdiode yang di"onfguarsi"an secara !orward bias. Dalam sebuahpower supply tegangan rendah' sebelum tegangan #$ tersebut diubah men%adi tegangan D$ ma"a tegangan #$ tersebut perlu diturun"an mengguna"an trans!ormator stepdown. #da 3 bagian
utama dalam penyearah gelombang pada suatu power supplyyaitu' penurun tegangan (trans!ormer)' penyearah gelombang rectifer (diode) dan flter ("apasitor).
Gambar 2.1 onsep !enyearah "elombang
-
7/23/2019 p2 asper.docx
2/17
3.2.2 ang"aian Penyearah Setengah elombang (*al! +a!e)
#ebagai penyearah dioda berfungsi menyearahkan$merubah
tegang input yang ac %bolak-balik& menjadi dc %searah&. 'egangan ac
merupakan gelombang sinus bolak-balik( yang akan berganti dari
gelombang positif ke negati)e terus menerus. #eperti terlihat pada gambar
di ba*ah ini merupakan rangkaian penyearah setengah gelombang dengan
menggunakan satu buah diode. +esistor dipasang sebagai tahan beban
rangkaian. !rinsip kerja rangkaian dapat dijelaskan sebagai berikut,
Gambar 2.2+angkaian penyearah setengah gelombang
#aat titik mendapatkan tegangan positif %& dan / negati)e %-&( Dioda
dalam kondisi dipanjar maju karena kaki anoda mendapat tegangan positif.arena diode dalam kondisi 0n( maka rus akan mengalir dari titik
Dioda + dan kembali ketitik /-. karena arus mengalir mele*ati +( maka
pada + akan timbul tegangan sebesar in .36. 'egangan yang timbul
pada + merupakan tegangan output %out&. #aat titik mendapatkan
tegangan negati)e %-& dan / positif %&( Dioda dalam kondisi dipanjar
terbalik karena kaki anoda mendapat tegangan negatif. #ehingga diode
dalam kondisi off( maka tidak ada rus yang mengalir .ondisi menyebakan
tegangan pada keluaran$output sama dengan $tidak ada.
Gambar 2.3 "elombang eluaran !enyearah setengah gelombang
-
7/23/2019 p2 asper.docx
3/17
!ada a*alnya tegangan 7 %sinusoidal& memiliki dua polaritas
yang berubah secara periodik. #aat gelombang dengan polaritas
positif mengenai anoda dioda( maka dioda nyala dan meneruskan
arus(sedangkan gelombang polaritas negatif tidak menyalakan dioda(
sehingga tidak ada arus yang mengalir. kibatnya arus yang
diteruskan hanya pada satu polaritas saja %positif&.
3.2.3 ang"aian Penyearah elombang Penuh (,ull +a!e)
!enyearah tegang dengan menggunakan 2 buah diode memerlukantransformator$trafo yang mempunyai terminal 7' %center tep$titik
tengah&. Dioda akan bekerja secara bergantian. #ehingga tegangan
pada output akan selalu ada. !rinsip kerja rangkaian bias dijelaskan
sebagai berikut,
Gambar 2.4+angkaian penyearah gelombang penuh
#aat titik mendapatkan tegangan positif %& dan / negati)e
%-&( Dioda D1 dalam kondisi dipanjar maju karena kaki anoda
mendapat tegangan positif dan D2 dalam kondisi dipanjar terbalik
%off&. arena diode D1 dalam kondisi 0n( maka rus akan mengalirdari titik D1 + dan kembali ketitik 7'. arena arus mengalir
mele*ati +( maka pada + akan timbul tegangan sebesar in .636.
'egangan yang timbul pada + merupakan tegangan output
%out&. #aat titik mendapatkan tegangan negati)e %-&dan / positif
%&(Dioda D2 dalam kondisi dipanjar maju karena kaki anoda
mendapat tegangan !ositif dan D2 dalam kondisi dipanjar maju %0n&.
arena diode D2 dalam kondisi 0n( maka rus akan mengalir dari
titik / D2 + dan kembali ketitik 7'. arena arus mengalir
mele*ati +( maka pada + akan timbul tegangan sebesar in .636.
-
7/23/2019 p2 asper.docx
4/17
'egangan yang timbul pada + merupakan tegangan output %out&. #aat
titik mendapatkan tegangan positif %& dan / negati)e %-&( Dioda D1
dalam kondisi dipanjar maju karena kaki anoda mendapat tegangan
positif dan D2 dalam kondisi dipanjar terbalik %off&. arena diode D1
dalam kondisi 0n( maka rus akan mengalir dari titik D1 + dan
kembali ketitik 7'. arena arus mengalir mele*ati +( maka pada +
akan timbul tegangan sebesar in .636. 'egangan yang timbul pada
+ merupakan tegangan output %out&. #aat titik mendapatkan
tegangan negati)e %-&dan / positif %&(Dioda D2 dalam kondisi
dipanjar terbalik karena kaki anoda mendapat tegangan negati)e %off&
dan D2 dalam kondisi dipanjar maju %0n&. arena diode D2 dalam
kondisi 0n( maka rus akan mengalir dari titik / D2 + dan
kembali ketitik 7'. arena arus mengalir mele*ati +( maka pada +
akan timbul tegangan sebesar in .636. 'egangan yang timbul pada+ merupakan tegangan output %out&.
Gambar 2.5 "elombang eluaran +angkaian !enyearah "elombang !enuh
!ada gambar di atas terlihat pengubahan gelombang dari 7
ke D7 oleh dua dioda. Dioda D1 akan hidup saat gelombang 7
positif masuk( dan mengalirkan arus( sedangkan D2 mati. emudian
saat gelombang 7 negatif masuk( dioda D2 menyala dan
mengairkan arus( sedangkan D1 mati. !olaritas negatif 7 akan
dibalik pada rangkaian ini sehingga keluarannya ada satu gelombang
penuh dengan polaritas yang sama.
3.3 Gambar Rangkaian
+angkaian penyearah setengah gelombang tanpa tapis.
-
7/23/2019 p2 asper.docx
5/17
ariasi 'ahanan 489( 2k:( 2k:.
Gambar 2.+angkaian penyearah setengah gelombang tanpa tapis
+angkaian !enyearah setengah gelombang dengan tapis.
ariasi 'ahanan 489( 2k:( 2k:.
Gambar 2.!+angkaian penyearah setengah gelombang dengan tapis
+angkaian !enyearah gelombang penuh tanpa tapis.
ariasi 'ahanan 489( 2k:( 2k:.
Gambar 2."+angkaian penyearah gelombang penuh tanpa tapis
+angkaian !enyearah gelombang penuh dengan tapis.
ariasi 'ahanan 489( 2k:( 2k:.
Gambar 2.# +angkaian penyearah gelombang penuh dengan tapis
3.4 $%a& 'ahan
1. 0siloskop
-
7/23/2019 p2 asper.docx
6/17
2. 'ransformator 7' 22$12
3. Dioda silicon 1; 42
4. +esistor 48:(2k:( dan 2k:
5. abel jumper
6. apasitor nonpolar8. !rotoboard
3.5 angkah Percobaan
3.5.1 Penyearah *e&engah Ge%ombang
3.5.1.1 Tan+a Ta+is
1. Menyalakan dan mengkalibrasi osiloskop
2. Merangkai rangkaian sesuai Gambar 2.
3. Mengatur tegangan masukan dan mengamati gelombangnya
pada osiloskop4. Mengukur tegangan pada resistor dan mengamati
gelombangnya pada osiloskop
5. Mencatat hasil pengukuran
. Melakukan langkah 1 5 untuk )ariasi resistor yang lain
3.5.1.2 Dengan Ta+is
1. Menyalakan dan mengkalibrasi osiloskop
2. Merangkai rangkaian sesuai Gambar 2.!
3. Mengatur tegangan masukan dan mengamati gelombangnya
pada osiloskop4. Mengukur tegangan pada resistor dan mengamati
gelombangnya pada osiloskop
5. Mencatat hasil pengukuran
. Melakukan langkah 1 5untuk )ariasi resistor yang lain
3.5.2 Penyearah Ge%ombang Penuh
3.5.2.1 Tan+a Ta+is
1. Menyalakan dan mengkalibrasi osiloskop
2. Merangkai rangkaian sesuai Gambar 2."
3. Mengatur tegangan masukan dan mengamati gelombangnya
pada osiloskop
4. Mengukur tegangan pada resistor dan mengamati
gelombangnya pada osiloskop
5. Mencatat hasil pengukuran
. Melakukan langkah 1 5 untuk )ariasi resistor yang lain
3.5.2.2 Dengan Ta+is
1. Menyalakan dan mengkalibrasi osiloskop
2. Merangkai rangkaian sesuai Gambar 2.#
-
7/23/2019 p2 asper.docx
7/17
3. Mengatur tegangan masukan dan mengamati gelombangnya
pada osiloskop
4. Mengukur tegangan pada resistor dan mengamati
gelombangnya pada osiloskop5. Mengukur tegangan pada resistor untuk )ariasi tapis yang
lain
6. Mencatat hasil pengukuran
8. Melakukan langkah 1 6 untuk )ariasi resistor yang lain
3. Da&a Percobaan
3..1 Penyearah *e&engah Ge%ombang
Tabe% 2.1 Data !ercobaan !enyearah #etengah "elombang
;o + %9&
'eganganMasukan
% VI &
'egangan
/eban
'anpa tapis
% VL &
'egangan
/eban
Dengan tapis
% VL &
1 48 < 8( 8(6
2 2k
-
7/23/2019 p2 asper.docx
8/17
3.!.1.1 Penje%asan Rumus
'egangan Maksimal
vm=V .2
'egangan efektif
Veff=vm
2
'egangan eluaran
VDC=Vm
3.!.1.2 ,on&oh Perhi&ungan
!ada beban 489
Tegangan maksimum
vm=V .2 =
-
7/23/2019 p2 asper.docx
9/17
!ada tabel diatas dapat diamati bah*a hubunganV dan
VDC pada rangkaian penyearah setengah gelombang tanpa tapis
adalah berbanding lurus. #emakin besar V makaVout %D7& juga
semakin besar begitu juga sebaliknya. ?al ini sudah sesuai dengan
dasar teori yang ada. kan tetapi hasil pengukuran dengan hasil
perhitungan % VDC & tidak sama. !erbedaan ini disebabkan karena
beberapa faktor seperti alat yang kurang presisi( kesalahan praktikan
dalam melakukan praktikum( dll.
3.!.1.4 Perbandingan gra-ik Terukur dengan Gra-ik dea%
!erbandingan grafik terukur dengan grafik ideal terlihat pada
grafik di ba*ah ini
Gambar 2.1/ !erbandingan "rafik 'erukur dengan "rafik ideal
Dari grafik di atas terlihat b ah*a grafik terukur dengan grafik
ideal hampir sama. #emakin besar tegangan input maka semakin besar
tegangan output. !erbedaan ini disebabkan karena beberapa faktor
seperti alat yang kurang presisi( kesalahan praktikan dalam melakukanpraktikum( dll.
3.!.2 Penyearah *e&engah Ge%ombang dengan Ta+is
+angkaian penyearah setengah gelombang dengan tapis bekerja
dengan cara yang sama dengan rangkaian tanpa tapis. !erbedaannya
ada pada kapasitor yang dirangkai secara pararel dengan resistor.
!ada dasarnya gelombang keluaran rangkaian tanpa tapis masih
memiliki komponen 7. !enambahan kapasitor ini akan mengurangi
-
7/23/2019 p2 asper.docx
10/17
komponen 7 pada tegangan keluaran( sehinngga didapatkan
gelombang keluaran yang lebih halus.
3.!.2.1 Penje%asan Rumus
'egangan Maksimal
vm=V .2
'egangan efektif
Veff=vm
2
'egangan eluaran
VDC=VVl
2
3.!.2.2 ,on&oh Perhi&ungan
!ada beban 489
Tegangan maksimum
vm=V .2 =
-
7/23/2019 p2 asper.docx
11/17
3 2k 18,8V 9V (3
!ada tabel diatas dapat diamati bah*a hubunganV dan
VDC pada rangkaian penyearah setengah gelombang dengan tapis
adalah berba nding lurus. #emakin tinggi V %7&( maka Vout
%D7& cenderung semakin tinggi. !ada percobaan hasil pengukuran
tidak sama dengan hasil perhitungan hal ini disebabkan karena
kurang presisinya alat ukur.
3.!.2.4 Perbandingan gra-ik Terukur dengan Gra-ik dea%
!erbandingan grafik terhitung dengan grafik ideal terlihat
pada grafik di ba*ah ini
Gambar 2.11 !erbandingan "rafik 'erukur dengan "rafik ideal
Dari grafik di atas terlihat bah*a grafik terukur dengan grafik
ideal hampir sama. #emakin besar tegangan input maka semakin besar
tegangan output. !erbedaan ini disebabkan karena beberapa faktor
seperti alat yang kurang presisi( kesalahan praktikan dalam melakukan
praktikum( dll.
3.!.3 Penyearah Ge%ombang Penuh Tan+a Ta+is
!rinsip kerja penyearah gelombang penuh tanpa tapis adalah
dengan memanfaatkan dua buah dioda untuk dapat meneruskan
kedua polaritas listrik 7 sepenuhnya ke listrik D7. etika setengah
periode pertama %positif&( maka hanya satu dioda %menyala& yang
dapat meneruskan arus listik ke resistor. emudian pada setengah
-
7/23/2019 p2 asper.docx
12/17
periode berikutnya %negatif&( arus listrik juga akan dialirkan ke
resistor( tetapi menggunakan dioda lainnya. #ederhananya( kedua
dioda bekerja %menyala& mengalirkan arus secara bergantian( sesuai
dengan perubahan polaritas sinyal masukan 7.
2.!.3.1 Penje%asan Rumus
'egangan Maksimal
vm=V .2
'egangan efektif
Veff=vm
2
'egangan eluaran
VDC=2Vm
2.!.3.2 ,on&oh Perhi&ungan
!ada beban 489
Tegangan Maksimum
vm=V .2= 16.6 2 = 22(4
Tegangan Keluaran Tanpa Tapis
VDC=2Vm
=
44,8
3,14=14,2V
3.!.3.3 PerbandinganV '
VDC
Tabe% 2.5 !erbandinganV dan
VDC !enyearah "elombang !enuh tanpa
'apis
;o+esist
or %9&
'egangan
>nput %
V &
'egangan
0utput %
VDC &
!engukuran
'egangan
0utput %
VDC &
!erhitungan
-
7/23/2019 p2 asper.docx
13/17
1 48 16(6 15,8V 14(2
2 2k 1< 18,4V 16(
-
7/23/2019 p2 asper.docx
14/17
dirangkai pararel dengan beban akan mengurangi komponen 7
yang ada pada sinyal keluaran pada resistor( sehingga didapatkan
gelombang keluaran yang lebih halus.
2.!.4.1 Penje%asan Rumus
'egangan Maksimal
vm=V .2
'egangan efektif
Veff=vm
2
'egangan eluaran
VDC=2Vm
2.!.4.2 ,on&oh Perhi&ungan
!ada beban 489
Tegangan Maksimumvm=V .2 = 16.6 2 = 22(4
Tegangan Keluaran Tanpa Tapis
VDC=2Vm
=
44,8
3,14=14,2V
3.!.4.3 PerbandinganV '
VDC
Dengan cara yang sama( diperoleh tabel berikut.
-
7/23/2019 p2 asper.docx
15/17
Tabe% 2.!erbandinganV dan VDC !enyearah "elombang !enuh dengan
'apis
;o+esisto
r %9&
'egangan
>nput % V &
'egangan
0utput %
VDC &
!engukuran
'egangan
0utput %
VDC &
!erhitungan
1 48 16(6 16V 14(2
2 2k 1< 18,4V 16(
-
7/23/2019 p2 asper.docx
16/17
3.!.5 Perbandingan 0in dan 0dc *e&engah Ge%ombang dengan Ta+is dan
&an+a Ta+is
Tabe% 2.! Data !ercobaan perbandingan in dan dc!enyearah #etengah
"elombang
;o + %9&
'egangan
Masukan
% VI &
'egangan
/eban
'anpa tapis
% VL &
'egangan
/eban
Dengan tapis
% VL &
1 48 < 8( 8(6
2 2k
-
7/23/2019 p2 asper.docx
17/17
!ada tabel diatas dapat diamati bah*a hubunganV dan
VDC pada rangkaian penyearah setengah gelombang adalah
berbanding lurus. #emakin besar V makaVout %D7& juga semakin
besar begitu juga sebaliknya. ;ilai tegangan beban tanpa tapis hampir
sama dengan nilai tegangan dengan tapis.
3." esim+u%an
Dari percobaan tentang dioda sebagai penyearah yang telah dilakukan(
dapat diambil beberapa kesimpulan diantaranya,
1. Dioda dapat digunakan sebagai penyearah arus 7 menjadi D7( baik
penyearah setengah gelombang ataupun gelombang penuh.
2. @ntuk menyearahkan setengah gelombang( hanya diperlukan 1 buah dioda.
3. @ntuk menyearahkan satu gelombang penuh( maka diperlukan 2 buah
dioda yang dirangkai secara paralel satu sama lain.
4. 'apis kapasitor berfungsi untuk memperhalus sinyal keluaran dari dioda
dengan mengurangi komponen 7 pada sinyal keluaran.
5. #emakin besar kapasitas tapis kapasitor yang digunakan( maka gelombang
keluarannya akan semakin halus.
6. 'egangan masukan berbanding lurus de ngan tegangan keluaran. #ehingga
semakin besar tegangan masukkan %7&( maka tegangan keluaran %D7&
semakin besar.
8. Dari hasil percobaan( tegangan masukan dan tegangan keluaran pada
penyearah setengah gelombang maupun gelombang penuh tanpa tapisbernilai sama( belum sesuai dengan keadaan idealnya.
. +angkaian penyearah setengah gelombang dengan tapis bekerja dengan
cara yang sama dengan rangkaian tanpa tapis
-. !rinsip kerja penyearah gelombang penuh tanpa tapis adalah dengan
memanfaatkan dua buah dioda untuk dapat meneruskan kedua polaritas
listrik 7 sepenuhnya ke listrik D7.