PENYEARAH (D2)

Wahyu Naris Wari (1112200040)Laboratorium Fisika Madya (Modern)

Jurusan Fisika, FMIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember SurabayaKampus ITS, Sukolilo-Surabaya (60111)

E-mail : naris_hito@yahoo.com

Abstrak—Telah di lakukan praktikum penyearah untuk mengetahui karakteristik dioda sebagai penyearah setengah gelombang dan gelombang penuh. Serta dengan penambahan tapis (filter) maupun tanpa tapis.

Ada tiga variasi percobaan yaitu percobaan penyearah setengah gelombang tanpa filter, penyearah setengah gelombang menggunakan filter, dan penyearah gelombang penuh tanpa filter.

Dengan merangkai dioda pada transformator tipe CT maka akan didapatkan penyearahan arus AC menjadi arus DC.

Dengan penambahan filter berupa kondensator elektrolit maka tegangan keluaran dari catu daya menjadi lebih rata.

Kata kunci: penyearah gelombang, setengah gelombang, gelombang penuh, tapis (filter),kapasitor, resistor

I. PENDAHULUANSebagian besar peralatan elektronik memrlukan

arus searah untuk dapat bekerja. Oleh karena itu dibutuhkan sebuah alat yang dapat berfungsi sebagai penyearah tegangan bolak – balik (AC) dari perusahaan listrik PLN menjadi arus searah DC. Peralatan kecil portabel kebanyakan menggunakan baterai sebagai sumber dayanya,namun sebagian besar peralatan menggunakan sember daya AC 220 volt - 50Hz. Didalam peralatan tersebut terdapat rangkaian yang sering disebut sebagai adaptor atau penyearah yang mengubah sumber AC menjadi DC. Bagian terpenting dari adaptor adalah berfungsinya diode sebagai penyearah (rectifier). Sebagaian besar peralatan elektronik memerlukan arus searah untuk dapat bekerja,dalam hal ini yang di maksud adalah power supply/ catu daya yang fungsinya sebagai rangkaian penyearah. Selain itu, di dalam catu daya biasanya diberi tambahan filter agar tegangan keluarannya lebih rata.

II. DASAR TEORISalah satu rangkaian yang paling penting dalam

catu daya adalah rangkaian penyearah. Ada dua jenis penyearah yang biasa digunakan yaitu penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh.

1. Penyearah setengah gelombang

Gambar 1. Rangkaian penyearah setengah gelombang

Pada rangkaian ini hanya menggunakan sebuah dioda. Seperti yang telah kita ketahui, bahwa dioda merupakan komponen elektronik yang dapat digunakan sebagai penyearah arus. Hal ini ini dapat terjadi karena dioda dapat menghantarkan arus ketika dipasang forward bias dan menghadang arus ketika dipasang reverse bias.

(a) (b)Gambar 2. Bentuk gelombang

Pada gambar (a) diatas menunjukkan bentuk gelombang sebelum dan gambar (b) menunjukkan bentuk gelombang sesudah disearahkan. Pada saat gelombang negatif, maka tidak ada arus yang melewati dioda. Sehingga gelombang yang disearahkan hanya setengah dari gelombang sinus. 2. Penyearah gelombang penuh

Gambar 3. Rangkaian penyearah gelombang penuh

Penyearah gelombang penuh dapat diperoleh dengan cara menggunakan transformator CT atau dengan menyusun dioda bridge / jembatan.Pada rangkaian diatas, dioda 1 dan dioda 2 secara bergantian meloloskan arus yang searah dengan forward bias sehingga arus keluarannya selalu positif terhadap CT.

Gambar 4. Bentuk gelombang penyearah gelombang penuh

Agar tegangan DC yang dihasilkan dari penyearahan arus bolak balik menjadi lebih rata, perlu ditambahkan sebuah filter yaitu dengan menggunakan kapasitor.

Gambar 5. Penyearah setengah gelombang dengan filter

Gambar 6. Penyearah gelombang penuh dengan filter

Dengan penambahan kapasitor, tegangan keluaran akan turun relatif lebih lambat dari turunnya tegangan masukan. Hal ini dikarenakan kapasitor memerlukan waktu untuk mengosongkan muatannya. Kemudian

sebelum tegangan pada kapasitor turun terlalu banyak akibat pengosongan, tegangan kapasitor akan segera naik kembali ketika tegangan input naik.

Gambar 7. Keluaran filter pada penyearah setengah gelombang

Gambar 8. Keluaran filter pada penyearah gelombang penuh

Tegangan yang berubah-ubah ini disebut dengan riak tegangan, dengan nilai puncak ke puncak yang dapat dihitung dengan persamaan berikut :Untuk penyearah setengah gelombang

Untuk penyearah gelombang penuh

Sedangkan kualitas rangkaian filter dinyatakan oleh pprr (peak-to-peak ripple ratio). Ketika tegangan semakin beriak, pprr juga akan semakin besar yang berarti kualitas filternya rendah.

III. METODE PERCOBAANAdapun tahapan percobaan ini adalah sebagai

berikut :1. Tahap Persiapan (set up alat)

Merangkai alat dan bahan yang berupa:1. Transformator CT 1 Amp2. 2 buah dioda IN40023. Resistor 100KΩ4. Kapasitor 4,7 µF 25V5. Osiloskop6. Project board

7. Kabel penghubung

Adapun 3 kali percobaan, dengan skema percobaan seperti pada gambar berikut ini :

1) Penyearah setengah gelombang tanpa filter

2) Penyearah setengah gelombang dengan filter

3) Penyearah gelombang penuh tanpa filter

2. Tahap pengambilan dataYaitu mencatat hasil pengukuran yang diperoleh dari penunjukan alat ukur berupa tampilan osiloskop, dan pengukuran dengan voltmeter.

IV. HASIL DAN PEMBAHASANDari hasil percobaan dan pengukuran diperoleh

data sebagai berikut :

Jenis penyearahAlat ukur

osiloskop voltmeterVp Vpp Vav

Penyearah setengah gelombang tanpa filter

16,67V 16,88V 5,2V

Penyearah setengah gelombang dengan filter

16,46V 208,33mV 16V

Penyearah gelombang penuh tanpa filter

16,88V 16,88V 10,4V

Berikut gambar – gambar hasil tampilan dari layar Osiloskop :

Gambar 9. Osiloskop

Gambar 10. Osiloskop dihubungkan dengan sisi negative diode

Bentuk bentuk gelombang hasil pengukuran

Gambar 11. Bentuk gelombang sebelum disearahkan

Gambar 12. Bentuk gelombang disearahkan setengah gelombang tanpa filter

Gambar 13. Penyearah setengah gelombang dengan filter

Gambar 14. Penyearah gelombang penuh tanpa fiter

Gambar 15. Rangkaian pada project board

V. KESIMPULANDalam percobaan ini, ada beberapa kesimpulan yang dihasilkan yaitu :1. Pada penyearah setengah gelombang, tegangan

yang disearahkan oleh dioda hanya pada gelombang yang bernilai positif, sehingga outputnya hanya berupa setengah gelombang.

2. Sedangkan pada penyearah gelombang penuh, tegangan yang disearahkan oleh 2 dioda dengan nilai nol menggunakan CT dari transformator, maka didapatkan penyearahan gelombang yang penuh, tidak ada tegangan input yang hilang. Sehingga nilai Vav yang terukur lebih tinggi dari nilai Vav penyearah setengah gelombang.

3. Penambahan filter pada penyearah berpengaruh pada nilai Vmin dan Vav karena pengaruh dari kerja kapasitor sebagai penyimpan sementara.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Sutrisno.1986.Elektronika 1, Teori dan Penerapannya. Bandung: penerbit IT

[2] Owen, George E. dan Keaton P.W (1996). Foundamental of Electronics. New York: Harper & Row.

[3] Schuler, Charles A.Electronics, Principles and Aplications. California: Mc.Graw-Hill

Owen, ge