LAPORAN PRAKTIKUM

PERATA ARUS

Oleh

NAMA : ABDUL SALIM

NPM : A1E008018

NAMA ASISTEN : NOFRIANI

NPM ASISTEN : A1E 007027

DOESN PEMBIMBING : DEDY HAMDANI , Msi.

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS BENGKULU

2009

I. Judul:

Perata Arus

II. Tujuan Percobaan:

Mengamati bentuk tegangan yang dihasilkan oleh penyearah arus

setengah gelombang.

III. Landasan Teori:

Rangkaian penyearah setengah gelombang artinya hasil

penyearahan hanya pada bagian positif, yaitu setengah panjang

gelombang, dari tegangan bolak-balik sebagai sumbernya. Untuk

mengurangi besarnya tegangan yang sampai ke diode digunakan trafo,

yang kumparan primernya dapat langsung dihubungkan ke jala-jala listrik.

Jumlah lilitan kumparan kedua harus dihitung sedemikian rupa sehingga

tegangan sekundernya masih dalam batas tegangan diode yang

diperkenankan. Pada saat arus bolak-balik mengalir positif pada setengah

panjang gelombang pertama, sesuai dengan arah panah diode, diode akan

mengalirkan arus. Pada saat arus bolak-balik mengalir negative pada

setengah panjang gelombang berikutnya, berlawanan dengan arah diode,

diode tidak melewatkan arus.

Walaupun arus bolak-balik sudah tersedia, arus searah sering

dibutuhkan untuk memberi daya pada radio, atau kalkulator. Piranti ini

sering dilengkapi dengan baterai dan dengan pengkonversi ac-dc untuk

menghemat baterai apabila tersedia daya ac. Pengkonversi ini terdiri atas

transformator untuk menurunkan tegangan dari 120 V ke tegangan yang

dibutuhkan (biasanya 9 V) dan rangkaian untuk mengkonversi ac menjadi

dc. Proses konversi arus bolak-balik menjadi arus searah disebut

penyearahan. Elemen dasar dalam penyearahan ini adalah dioda. Dioda

pertama, yang dikembangkan oleh John Fleming pada tahun 1904, berupa

tabung vakum yang berisi dua elemen. Katoda yang memancarkan

electron dan anoda yang disebut plat, berfungsi mengumpulkan electron

yang dipancarkan. Ciri penting dioda ialah bahwa dioda ini mengkonduksi

arus dalam satu arah dan tidak dalam arah lain. Sebagian besar dioda yang

digunakan sekarang merupakan piranti semikonduktor. Lambang untuk

dioda sebagai elemen rangkaian ialah . Tanda panah ini

memperlihatkan arah arus yang dilewatkan melalui dioda tersebut.

Pada dioda tabung vakum apabila katoda nya dipanaskan, (oleh

elemen pemanas dalam rangkaian terpisah), katoda ini akan memancarkan

elektron, suatu proses yang disebut pemancaran termionik yang ditemukan

oleh Thomas Edison pada tahun 1883. Jika platnya berada pada potensial

yang lebih tinggi daripada katoda, plat ini akan menarik electron dan

tabung ini mengkonduksikan arus. Arus ini disebut arus plat. Jika platnya

berada pada potensial yang lebih rendah daripada katodanya, electron akan

ditolak dan tidak ada arus yang melalui vakum ini.

Karena sifat dioda yang hanya menyearahkan arus pada satu arah

tegangan positif saja, maka dioda dapat dirangkai sedemikian rupa

sehingga dapat menghasilkan arus searah. Rangkaian penyearah setengah

gelombang merupakan penyearah hasil pada bagian positif, yaitu setengah

panjang gelombang, dari tegangan bolak-balik sebagai sumbernya. Untuk

mengurangi besarnya tegangan yang sampai ke dioda digunakan trafo

yang kumparan primernya dapat langsung dihubungkan ke jala-jala listrik.

Pada saat arus bolak-balik mengalir positif pada setengah panjang

gelombang pertama sesuai dengan arah panah dioda, dioda akan

mengalirkan arus. Pada saat arus bolak-balik mengalir negatif pada

setengah panjang gelombang berikutnya, berlawanan dengan arah dioda,

dioda tidak melewatkan arus.

Arus searah (DC) yaitu tegangan bernilai konstan dan arus juga

konstan. Arus bolak-balik (AC) apabila tegangan pada kedua terminal,

dari positif ke negatif dan sebaliknya, arus secara terus-menerus juga akan

mengalami perubahan arah aliran.

Salah satu penggunaan dioda didasarkan pada kemampuan dioda

untuk menghantarkan arus hanya ke satu arah. Dimana arah arus AC dari

trafo sedangkan DC ke beban. Arus listrik yang diberikan ke rangkaian

adalah arus bolak balik yang dihasilkan untuk sebuah trafo. Untuk jalur

yang dilalui arus AC selama setengah siklus positifnya. Dioda diberi bias

maju sehingga dapat menghantarkan arus. Arus mengalir melewati dioda

ke beban. Sebuah rangkaian yang mampu mengkonversikan tegangan AC

menjadi DC disebut sebagai rangkaian penyearah. Rangkaian penyearah

setengah gelombang hanya menghasilkan arus output dari setengah siklus

positif input.

Perbandingan tegangan input AC dan tegangan output DC : Tidak

terdapat output selama setengah siklus negatif, setengah dari daya input

terbuang secara sia-sia. Amplitudo output lebih kecil dibandingkan dengan

amplitudo input. Hal ini disebabkan timbulnya jatuh tegangan maju pada

dioda.

IV. Alat dan Bahan:

Alat dan bahan yang digunakan untuk mengamati bentuk tegangan

yang dihasilkan oleh penyearah arus setengah gelombang adalah

sebagai berikut :

No Nama alat dan bahan Jumlah

1 Hambatan tetap 470 Ω 1

2 Diode IN4002 4

3 Papan rangkaian 1

4 Jembatan penghubung 7

5 Saklar 1 kutub 1

6 Kabel penghubung merah 1

7 Kabel penghubung hitam 1

8 Catu-daya 1

9 Osiloskop 1

10 Kapasitas 10000µF 1

V. Langkah Percobaan

1. Osiloskop dihidupkan dan tunggu beberapa saat hingga terlihat

garis pada layar. Dilakukan pengaturan secukupnya pada

tombol posisi hingga garis berimpit dengan sumbu X. Jika garis

terlihat tidak stasioner (berkedip), atur tombol sweep time

hingga diperoleh garis stasioner.

2. Diatur saklar input pada posisi garis ground (GND)

3. Dihubungkan osiloskop kerangkaian pada titik A dan B

(dengan menggunakan probe).

4. Dihidupkan catu-daya dan ditutup saklar S , kemudian digeser

saklar input osiloskop pada posisi AC, amati dan gambarakan

bentuk tegangan pada kolom hasil pengamatan.

5. Saklar S dibuka (posisi 0) dan pindahkan hubungan osiloskop

dengan rangkaian pada titik C dan D, kemudian geser saklar

input osiloskop pada posisi DC.

6. Ditutup saklar S (posisi 1) kemudian diamati dan digambarkan

bentuk tegangan pada kolom hasil pengamatan.

7. Setelah selesai, dimatikan osiloskop dan catu-daya.

VI. Hasil Pengamatan:

Hasil pengematan yang di peroleh dari mengamati bentuk tegangan

yang dihasilkan oleh penyearah arus setengah gelombang

a. Table pengamatan

Rangkain pada posisi AC

Bentuk tegangan tampa filter

( S terbuka )

Bentuk tegangan dengan filter

( S tertutup )

Rangkaian pad posisi DC

Bentuk tegangan tampa filter

( S terbuka )

Bentuk tegangan dengan filter

( S tertutup )

b. Gambar rangkaian

Ket

1. Osiloskop 7. Saklar 1 kutub

2. Catu-daya 8. Hambatan tetap 470 Ω

3. Layar Osiloskop 9. Probe

4. Kabel penghubung merah 10. Jembatan penghubung

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Gambar rangkaian perata

12

11

10

5. Kabel penghubung hitam 11. Kapasitas 10000µF

6. Papan rangkaian 12. Diode IN4002

c. Pembahasan

Percobaan ini dilakukan dengan cara menghubangkan osiloskop

dengan rangkaian pada titik A dan B dengan menggunakan probe pada

posisi tampa filter dan denagn filter. Titik ini dihubungkan dengan

tegangan AC. Langkah selanjutnya dengan menghubungkan osiloskop

pada titik C dan D dengan menggunakan pobe pada posisi tampa filter dan

dengan filter, yang dihubungkan dengan tegangan DC. Setelah dilakukan

percobaan perata arus, kita dapatkan bentuk tegangan filter seperti pada

gambar yang termuat dalam tabel pengamatan.

Rangkaian penyearah setengah gelombang artinya hasil penyearah

hanya pada bagian positif, yaitu setengah panjang gelombang, dari

tegangan bolak-balik sebagai sumbernya. Karena sifat dioda yang hanya

menyearahkan arus pada satu arah tegangan positif saja maka dioda dapat

dirangkaikan sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan arus searah.

Sesuai dengan sifat dioda yang ada pada landasan teori maka tegangan

dioda tersebut mengakibatkan mengalirnya arus dioda yang kecil sekali

sebesar (arus jenuh balik) yang diabaikan dan dianggap arus dioda

tidak mengalir.

Salah satu penggunaan dioda didasarkan pada kemampuan dioda

untuk menghantarkan arus hanya ke satu arah. Dimana arah arus AC dari

catu daya sedangkan DC ke beban. Arus listrik yang diberikan ke

rangkaian adalah arus bolak balik yang dihasilkan untuk sebuah catu daya.

Untuk jalur yang dilalui arus AC selama setengah siklus positifnya. Dioda

diberi bias maju sehingga dapat menghantarkan arus. Arus mengalir

melewati dioda ke beban. Sebuah rangkaian yang mampu

mengkonversikan tegangan AC menjadi DC disebut sebagai rangkaian

penyearah. Rangkaian penyearah setengah gelombang hanya

menghasilkan arus output dari setengah siklus positif input. Sedangkan

pada saat osiloskop dihubungkan juga dengan dioda dimana arah dioda

yaitu dari anoda ke katoda atau dari positif ke negatif sehingga aliran arus

gelombang yang dihasilkan yaitu disekitar daerah positif karena dapat

mengalirkan arus.

Pada grafik hasil pengamatan rangkain yang di aliri arus DC dapat

terlihat bentuk tegangan tanpa filter (S terbuka) dimana dapat terlihat pada

gambar grafik bentuk tegangan yang hampir rata dengan nilai amplitudo

(tinggi grafik tegangan) yang tidak begitu besar hal ini dikarenakan belum

ada tegangan yang mengalir dan ini merupakan bentuk grafik awal,

sedangkan pada gambar grafik juga dapat dilihat bentuk tegangan dengan

filter kapasitor (S tertutup) dengan bentuk tegangan yang hampir juga

mendekati rata dengan nilai amplitudo (tinggi grafik tegangan) yang kecil

sekali atau lebih kecil dari bentuk tegangan tanpa filter (S terbuka),

sehingga kelihatan hanya berbentuk gris lurus yang berda di atas sumbu X

pada sumbu Y positif dimana tegangan semakin kecil karena dipengaruhi

oleh kapasitor yang berfungsi sebagai tempat menyimpan besarnya

tegangan yang dimiliki oleh sebuah rangkaian.

Sedangkan Pada grafik hasil pengamatan rangkain yang di aliri

arus AC pada grfik pengamatan dapat terlihat bentuk tegangan tanpa filter

(S terbuka) dan dengan filter bentuk gelombang tegangan yang dihasilkan

adalah sama,dimana gelomban berada pada tengah-tengah sumbu X seperti

pada yang terdapat pada table gasil pengamatan .

VII. Kesimpulan dan Saran:

a. Keimpulan

Dari hasil pengematan yang di peroleh dari mengamati

bentuk tegangan yang dihasilkan oleh penyearah arus setengah

gelombang maka dapat disimpulkan sifat dioda yang hanya

menyearahkan arus pada satu arah tegangan positif saja maka dioda

dapat dirangkaikan sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan

arus searah dan Rangkaian dioda dapat meratakan arus pada

rangkaian AC dan DC.

b. Saran

Alat-alat yang akan digunakan hendaknya diperiksa dan

dipersiapkan terlebih dahulu sehingga pada waktu pemakaian tidak

terjadi kerusakan.

Para praktikan maupun asisten sebelum melakukan praktikum

harus memahami dan membaca dulu buku petunjuk praktikum agar

tidak terjadi kesalahan pada penggunaan alat dan pada proses

praktikum berlangsung

VIII. Daftar pustaka

Bishop, Owen. 2002. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta: Erlangga.

Sutrisno. 1986. Elektronika Teori dasar dan penerapannya.

Bandung : ITB.

Tipler, Paul A. 2001. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta:

Erlangga.

Woollard, Barry. 2003. Elektronika Praktis. Jakarta: PT Anem

Kosong Anem.