Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

46
LAPORAN PRAKTIKUM PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG 1. Tujuan Penyusunan laporan ini ditujukan untuk memenuhi tujuan–tujuan yang diharapkan dapat bermanfaat bagi semua pihak sehingga pemahaman terhadap penyearah setengah gelombang dapat semakin matang. Secara terperinci tujuan dari penyusunan laporan ini adalah sebagai berikut: a. Mengetahui prinsip penyearah setengah gelombang tanpa menggunakan kapasitor. b. Mengetahui prinsip penyearah setengah gelombang menggunakan kapasitor. 2. Alat dan Bahan a. Alat 1) AVOmeter AM-36 a) Spesifikasi Measureme nt Measurement ranges Accuracy Remarks DCV 0 - 0.1V – 0.5V – 2.5V – 10V – 50V – 250V – 1000V Within 3 % F.S. Input impedanc e 20kΩ/V DCV 0 - Within 3 0- 1

Transcript of Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

Page 1: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

LAPORAN PRAKTIKUM

PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG

1. Tujuan

Penyusunan laporan ini ditujukan untuk memenuhi tujuan–tujuan

yang diharapkan dapat bermanfaat bagi semua pihak sehingga pemahaman

terhadap penyearah setengah gelombang dapat semakin matang. Secara

terperinci tujuan dari penyusunan laporan ini adalah sebagai berikut:

a. Mengetahui prinsip penyearah setengah gelombang tanpa

menggunakan kapasitor.

b. Mengetahui prinsip penyearah setengah gelombang menggunakan

kapasitor.

2. Alat dan Bahan

a. Alat

1) AVOmeter AM-36

a) Spesifikasi

MeasurementMeasurement

rangesAccuracy Remarks

DCV

0 - 0.1V – 0.5V –

2.5V – 10V – 50V –

250V – 1000V

Within 3%

F.S.

Input

impedance

20kΩ/V

DCV

NULL meter

0 -

0 -

Within 3%

F.S.

0-centering

meter type

input

impedance

40kΩ/V

DCmA 0 - 50 – 2.5mA –

25mA – 250mA –

10A

Within 3%

F.S.

Terminal

Voltage

Drop 250mA

(100mV for

1

Page 2: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

(50 at the DC

0.1V POSITION)

50 )

ACV0 – 10V – 50V –

250V – 1000V

Within 3%

F.S.

Input

impedance

9k /V

AF OUTPUT

(dB)

-10dB +22dB(AC

10V) +62dB

0dB/0.775(1mW

through 600Ω

impedance circuit)

Input

impedance

9k /V for

output

terminal

Resistance

(Ω)

x 1 : 0 - 2kΩ

Center 20Ω

x 10 : 0 - 20kΩ

Center 200Ω

x 100 : 0 -

200kΩ Center 2kΩ

x 1K : 0 -

2MΩ Center 20kΩ

x 1K : 0 -

2MΩ Center 200kΩ

Within 3%

F.S.

Internat

batteries

UM-3(1.5V)

X 2

006P(9V) X

1

Buzzer

Conduct indicator

(Buzzer is emitted at

20Ω of less)

Within 5%

F.S.

Same Ω

range power

supply

optional

Battery test

(BATT)

0 – 1.5V GOOD-?

RL = 20ΩWithin 5% Load current

250mA

2

Page 3: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

F.S.

Leakage

current (lceo)

(LV)

0 - 150 at X 1k

range 0 – 15mA at

X 10 range

0 – 1.5 at X 100

range 0 – 150mA at

X 1 range

Within 3%

F.S.

Current

across

terminal

Terminal to

terminal

Voltage (LV)

Common to each Ω

range 3V – 0V

(Reverse of LI scale)

Within 3%

F.S.

Voltage

applied,

across

terminal

while Ω is

measured

DC current

amplification

factor (HFE)

Transistor hFE:0 –

1000

(in X 10Ω range)

Within 3%

F.S.

Insert hFE

terminal (on

scale)

directly

2) Osiloskop Kikusui cos 5041 40MHz

a) Spesifikasi

LINE VOLTAGE FUSE

A 90V 110V 0.5A

(S.B)B 104V 125V

C 194V 236V 0.3A

(S.B)D 207V 250V

3) Protoboard

4) Tang potong

3

Page 4: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

b. Bahan

1) Dioda IN4007 : 1 buah

2) Resistor

a) RL = 10kΩ : 1 buah

3) Kapasitor

a) CL = 0,47 F : 1 buah

b) CL = 4,7 F : 1 buah

c) CL = 100 : 1 buah

4) Transformator 12,5V : 1 buah

3. Landasan Teori

a. Penyearah setengah gelombang

Hampir sebagian besar peralatan elektronik menggunakan

sumber daya listrik 220V/50Hz dari PLN. Bentuk gelombang arus

listrik AC dari PLN berbentuk gelombang sinus. Nilai rata-rata

(average value) dari gelombang sinus adalah nol karena nilai positif

dan negatifnya sama dan bergantian. Untuk memperoleh nilai positif

atau negatif yang rata maka salah satu gelombang sinus itu, positif

atau negatif harus di cancel. Untuk memperoleh arus listrik DC yang

rata dan stabil digunakan rangkaian penyearah. Rangkaian penyearah

adalah rangkaian yang berfungsi untuk menjadikan gelombang yang

mempunyai lebih dari satu arah menjadi gelombang satu arah. Sebagai

contoh sinyal yang berbentuk sinusoidal dan mempunyai dua arah

gelombang, yaitu arah dari kutub positif ke negatif dan arah dari

negatif ke positif, kemudian dijadikan gelombang yang mempunyai

satu arah saja dengan menggunakan rangkaian penyearah.Untuk

menyearahkan gelombang biasanya digunakan dioda. Rangkaian

penyearah dibagi menjadi dua jenis yaitu rangkaian penyearah

setengah gelombang dan rangkaian penyearah gelombang penuh.

4

Page 5: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

Penyearah setengah gelombang menghasilkan tegangan DC

hanya dalam setengah periode positif dari satu periode gelombang

tegangan masukan DC atau lebih sederhananya, pada rangkaian

penyearah setengah gelombang, arus listrik akan dialirkan sebesar

setengah gelombang. Tegangan setengah gelombang menghasilkan

arus beban satu arah, artinya arus mengalir hanya satu arah saja.

Tegangan tersebut merupakan tegangan DC yang bergerak naik

sampai nilai maksimum dan turun sampai nol dan tetap nol selama

siklus setengah negatif.

Gambar 1. Rangkaian penyearah setengah gelombang tanpa filter

Andaikan sinyal tegangan yang dikehendaki adalah sinyal

tegangan DC dan sumber tegangan AC, akibatnya komponen AC dari

sinyal gabungan itu tidak dikehendaki dan sinyal AC ini dikenal

sebagai tegangan ripple. Dengan demikian pada rangkaian penyearah

seringkali dilengkapi dengan filter. Filter digunakan untuk

memperkecil tegangan ripple sehingga diperoleh tegangan keluaran

yang rata dan stabil.

5

D

Page 6: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

Gambar 2. Rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter

kapasitor

b. Bahan

1) Dioda

Dioda adalah komponen elektronik yang mempunyai dua

elektroda, masing – masing disebut anoda untuk elektroda positif

dan katoda untuk elektroda negatif, yang terbentuk dari dua

sambungan bahan semikonduktor (tipe N dan P). Dioda hanya

dapat melewatkan arus pada satu arah saja, yaitu ketika anoda

lebih positif dari katoda atau mendapat bias-maju (forward bias),

sedangkan jika katoda lebih positif maka dioda tidak

menghantarkan arus atau mendapat bias mundur (reverse bias).

Gambar 3. Simbol umum dioda

Dioda yang digunakan pada rangkaian penyearah adalah

dioda penyearah. Dioda penyearah digunakan untuk

menyearahkan arus AC menjadi DC.

(a) (b)

Gambar 4. (a) Contoh dioda penyearah ; (b) Simbol dioda

penyearah

6

Anoda Katoda

Anoda Katoda

Page 7: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

2) Kapasitor

Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di

dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan

ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor

dilambangkan dengan huruf “C”. Kapasitor memiliki satuan yang

disebut Farad dari nama Michael Faraday. Kapasitor diidentikkan

mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta

memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.

Gambar 5. Simbol Umum Kapasitor

Kegunaan utama dari kapasitor dalam suatu rangkaian

elektronika adalah:

a) Digunakan sebagai filter pada rectifier (penyearah).

b) Sebagai pembangkit frekuensi (pada osilator LC), yaitu dari

jenis kapasitor variabel.

c) Sebagai penghubung yang disebut juga kopling antara

rangkaian yang satu ke rangkaian berikutnya seperti yang

terdapat pada amplifier.

Kita soroti kegunaan kapasitor sebagai filter pada rectifier

(penyearah). Filter dalam rangkaian penyearah digunakan untuk

memperkecil tegangan ripple, sehingga dapat diperoleh tegangan

keluaran yang lebih rata, baik untuk penyearah gelombang

setengah maupun gelombang penuh. Filter diperlukan karena

rangkaian – rangkaian elektronik memerlukan sumber tegangan DC

yang tetap, baik untuk keperluan sumber daya dan pembiasan yang

sesuai operasi rangkaian.

a) Filter kapasitor

Filter tipe kapasitor menghasilkan tegangan keluaran

DC yang sama dengan nilai puncak tegangan rectifier. Prinsip

7

Page 8: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

filter kapasitor adalah proses pengisian dan pengosongan

kapasitor. Saat dioda forward, kapasitor terisi dan tegangannya

sama dengan periode ayunan tegangan sumber. Pengisian

berlangsung sampai nilai maksimum, pada saat itu tegangan C

sama dengan Vp.

Pada ayunan turun kearah reverse, kapasitor akan

mengosongkan muatannya. Jika tidak ada beban, maka

nilainya konstan dan sama dengan Vp, tetapi jika ada beban

maka keluarannya (Vout) memiliki sedikit ripple akibat

kondisi pengosongan. Untuk lebih jelas, mari kita lihat Gambar

6. berikut:

(a)

(b)

Gambar 6. (a) Kondisi tanpa beban ; (b) Kondisi berbeban

Untuk menjelaskan cara kerja kapasitor ini, perhatikan

Gambar 7. dimana penjelasan ini diambil untuk satu perioda

sinyal masukan pada satu dioda.

Selama seperempat perioda positif yang pertama dari

tegangan sekunder, Dioda D1 menghantar. Karena dioda

menghubungkan sumber VS1 secara langsung dengan kapasitor,

maka kapasitor akan dimuati sampai tegangan maksimum VM.

8

Page 9: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

Setelah mencapai harga maksimum, dioda berhenti

menghantar (mati), hal ini terjadi karena kapasitor mempunyai

tegangan sebesar VM, yang artinya sama dengan tegangan

sumber dan bagi dioda artinya tidak ada beda potensial.

Akibatnya dioda seperti saklar terbuka, atau dioda dibias

mundur (reverse). Dengan tidak menghantarnya dioda,

kapasitor mulai mengosongkan diri melalui resistansi beban

RL, sampai tegangan sumber mencapai harga yang lebih besar

dari tegangan kapasitor. Pada saat dimana tegangan sumber

lebih besar dari tegangan kapasitor, dioda kembali menghantar

dan mengisi kapasitor. Untuk arus beban yang rendah tegangan

keluaran akan hampir tetap sama dengan VM. Tetapi bila arus

beban tinggi pengosongan akan lebih cepat yang

mengakibatkan ripple yang lebih besar dan tegangan keluaran

DC yang lebih kecil.

3) Tegangan ripple

Kapasitor mengisi (charges) dengan cepat pada awal siklus

sinyal dan membuang (discharges) dengan lambat setelah

melewati puncak positif (ketika dioda dibias mundur). Variasi

9

Gambar 7. Cara kerja filter kapasitor

Page 10: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

pada tegangan keluaran untuk dua kondisi, mengisi dan

membuang, disebut dengan tegangan ripple (ripple voltage).

(a)

(b)

Gambar 8. (a) Rangkaian penyearah setengah gelombang dengan

filter kapasitor ; (b) Bentuk keluaran tegangan dari

rangkaian penyearah setengah gelombang dengan

filter kapasitor

(a)

10

Page 11: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

(b)

Gambar 9. (a) Ripple besar menunjukkan pemfilteran kurang

efektif ; (b) Ripple kecil menunjukkan pemfilteran

lebih efektif

Ketika filter kapasitor membuang (discharges),

tegangannya adalah :

Waktu pembuangan kapasitor adalah dari satu puncak

mendekati puncak berikutnya, dimana tdis T ketika tegangan

kapasitor mencapai nilai minimumnya.

Selama RC T, menjadi lebih kecil dari 1.

mendekati 1 dan dapat dituliskan sebagai berikut:

Oleh karena itu,

Tegangan ripple peak to peak adalah:

11

Page 12: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

Untuk memperoleh tegangan DC, tegangan maksimum

dikurangi tegangan ripple peak to peak dibagi dua.

Tegangan ripple puncak adalah:

Dengan menganggap bahwa bentuk gelombang ripple

menyerupai segitiga, dengan harga peak to peak, Vr,p-p , maka

harus dibagi dengan 3 untuk memperoleh tegangan ripple

efektifnya, sehingga tegangan efektif ripple adalah:

Faktor ripple menunjukkan efektif tidaknya sebuah filter,

didefinisikan sebagai perbandingan tegangan ripple efektif (rms)

terhadap tegangan DC.

Semakin kecil factor ripple, semakin baik filter. Faktor

ripple dapat diperkecil dengan menambah nilai kapasitor.

keterangan:

VM = tegangan maksimum penyearah

R = resistansi beban

C = kapasitor filter

c. Alat

12

Page 13: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

1) Multimeter analog

Multimeter adalah alat yang dapat digunakan untuk

mengukur arus, tegangan, dan hambatan. Selain itu, dapat pula

digunakan untuk mengukur daya dari suatu penguat. Dengan

demikian, multimeter merupakan suatu alat yang dapat berfungsi

ganda (multi).

Meter yang digunakan untuk:

a) Mengukur arus listrik disebut Amperemeter.

b) Mengukur tegangan listrik disebut Voltmeter.

c) Mengukur hambatan listrik disebut Ohmmeter.

Dengan adanya fungsi-fungsi tersebut, maka multimeter

disebut juga AVOmeter, yang merupakan singkatan dari

Amperemeter, Voltmeter, Ohmmeter.

Alat ukur multimeter beraneka ragam bentuk dan

konstruksinya tergantung pabrik yang membuat, namun prinsip

kerjanya sama saja. Multimeter terdiri dari dua macam yaitu

Multimeter Analog dan Multimeter Digital.

Kuat arus DC diukur dengan Amperemeter DC. Kuat arus

AC diukur dengan Amperemeter AC. Demikian pula dengan

tegangan DC, diukur dengan Voltmeter DC, dan tegangan AC

diukur dengan Voltmeter AC.

Gambar 10. Multimeter analog

keterangan Gambar 10. :

a) Jarum penunjuk skala

13

Page 14: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

Berfungsi untuk menunjukkan nilai-nilai hasil pengukuran.

b) Skala ukur

Berfungsi sebagai skala pembacaan meter yaitu skala

tegangan, skala arus, dan skala hambatan.

c) Penala mekanik

Berfungsi sebagai pengatur agar jarum penunjuk skala

menunjukkan harga nol, dalam pengukuran listrik.

Mengatur jarum penunjuk skala dapat dilakukan dengan

cara memutar sekrupnya ke kanan atau ke kiri dengan

menggunakan obeng pipih kecil.

d) Test Lead (Kabel Penghubung)

Berfungsi untuk menghubungkan komponen (objek) yang

akan diukur. Kabel warna merah terletak pada soket + dan

kabel warna hitam terletak pada soket - .

e) Output

f) Zero ADJ

Berfungsi sebagai pengatur agar jarum penunjuk skala

menunjukkan harga nol dalam pengukuran OHMS (di

sebelah kanan skala ukur).

g) Selektor Switch (Saklar Pemilih)

Berfungsi untuk memilih mode operasi DCV, ACV, DC

mA, dan OHMS.

h) Soket –

Berfungsi sebagai tempat masuknya test lead (kabel

penghubung) yang berwarna hitam.

i) Soket +

Berfungsi sebagai tempat masuknya test lead (kabel

penghubung) yang berwarna merah.

2) Cara menggunakan multimeter analog

14

Page 15: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

Sebelum multimeter digunakan, sebaiknya ikuti langkah-

langkah berikut ini agar diperoleh hasil pengukuran yang tepat

dan benar. Langkah-langkah tersebut adalah:

a) Mula-mula kedua ujung kawat penghantar (merah dan

hitam) dihubungkan, pertama-tama jarum bergerak dahulu,

kemudian kembali lagi ke skala nol.

b) Selector switch diatur atau diputar ke arah yang diperlukan,

misalnya ke arah penunjuk mA bila akan mengukur kuat

arus. Ke arah Ohmmeter bila akan mengukur besar

hambatan resistor, atau ke arah penunjuk AC Volt untuk

mengukur besar tegangan dari sumber tegangan atau

sumber arus bolak-balik, atau ke penunjuk DC Volt bila

akan mengukur tegangan dari sumber arus searah.

c) Perhatikan jarum penunjuk pada skala yang tertulis sesuai

dengan switch yang diperlukan. Pada skala terdapat skala

Ohm, yang dibaca pada waktu menggunakan Ohmmeter

atau mengukur hambatan resistor. Daftar skala Volt-

ampere, dibaca pada waktu menggunakan Voltmeter atau

Amperemeter untuk mengukur besar tegangan dari sumber

tegangan dan kuat arus yang mengalir.

d) Menggunakan multimeter harus hati-hati, agar tidak terjadi

kerusakan pada komponen di dalamnya.

2) Osiloskop

Osiloskop adalah serangkaian alat untuk pengukuran dan

analisa bentuk gelombang serta gejala lain dalam rangkaian-

rangkaian elektronik dengan memanfaatkan masukan berupa

sinyal-sinyal listrik. Osiloskop memiliki beberapa kegunaan

diantaranya untuk mengukur besar tegangan listrik dan

hubungannya terhadap waktu, mengukur frekuensi sinyal yang

berosilasi, mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah

rangkaian listrik, membedakan arus AC dengan arus DC, dan

15

Page 16: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya

terhadap waktu.

Gambar 11. Osiloskop

Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan

panel kontrol. Display menyerupai tampilan layar televisi hanya

saja tidak berwarna-warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal

uji ditampilkan. Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa

digunakan untuk menyesuaikan tampilan di layar.

Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal yang bisa

digunakan untuk melihat dua sinyal yang berlainan, sebaga

contoh kanal satu untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua

untuk melihat sinyal keluaran.

Langkah awal pemakaian yaitu pengkalibrasian. Yang

pertama kali harus muncul di layar adalah garis lurus mendatar

jika tidak ada sinyal masukan. Yang perlu disetel adalah focus,

intensitas, kemiringan, x position, dan y position. Dengan

menggunakan tegangan referensi yang terdapat di osiloskop

maka kita bisa melakukan pengkalibrasian sederhana. Ada dua

tegangan referensi yang bisa dijadikan acuan yaitu tegangan

persegi 2 Vp-p dan 0.2 Vp-p dengan frekuensi 1 KHz. Setelah

probe dikalibrasi maka dengan menempelkan probe pada

terminal tegangan acuan maka akan muncul tegangan persegi

pada layar.

Hal-hal yang perlu diperhatikan pada saat menggunakan

osiloskop antara lain adalah:

16

Page 17: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

a. Memastikan alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan

(digoundkan). Disampinguntuk keamanan hal ini juga untuk

mengurangi noise dari frekuensi radio atau jala-jala.

b. Memastikan probe dalam keadaan baik.

c. Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol

yang ada di osiloskop.

d. Tentukan skala sumbu Y (tegangan) dengan mengatur

posisi tombol Volt/Div pada posisi tertentu. Jika sinyal

masukannya diperkirakan cukup besar, gunakan skala

Volt/Div yang besar. Jika sulit memperkirakan besarnya

tegangan masukan, gunakan attenuator 10 X (peredam

sinyal) pada probe atau skala Volt/Div dipasang pada posisi

paling besar.

e. Tentukan skala Time/Div untuk mengatur tampilan

frekuensi sinyal masukan.

f. Gunakan tombol Trigger atau hold-off untuk memperoleh

sinyal keluaran yang stabil.

g. Gunakan tombol pengatur fokus jika gambarnya kurang

fokus.

h. Gunakan tombol pengatur intensitas jika gambarnya

sangat/kurang terang.

4. Hasil Praktikum

a. Rangkaian penyearah setengah gelombang tanpa filter kapasitor

dengan sumber tegangan DC

+ +

17

Dioda IN4007

V1 V2 RL = 10 kΩ5V

Page 18: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

Gambar 12. Rangkaian penyearah setengah gelombang tanpa filter

kapasitor, dengan sumber tegangan DC

1) Tabel hasil pengukuran

Menggunakan Voltmeter Menggunakan Osiloskop

U1 U2 U1 U2

4,8V 4,4V 4,4V 4V

2) Gambar hasil pengukuran

Gambar rangkaian

pada protoboard

Gambar hasil

pengukuran U1

menggunakan Voltmeter

Gambar hasil

pengukuran U1

menggunakan

Osiloskop

Gambar rangkaian

pada protoboard

Gambar hasil

pengukuran U2

menggunakan Voltmeter

Gambar hasil

pengukuran U2

menggunakan

Osiloskop

18

Page 19: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

b. Rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter

kapasitor, dengan sumber tegangan DC

+ +

Gambar 13. Rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter

kapasitor, dengan sumber tegangan DC

1) Tabel hasil pengukuran

Menggunakan Voltmeter

U1 U2

0,47 4,7 100 0,47 4,7 100

5,2V 5,2V 5,2V 4,8V 4,8V 4,8V

Menggunakan Osiloskop

U1 U2

0,47 4,7 100 0,47 4,7 100

4,4V 4,4V 5V 4V 4V 4,4V

19

Dioda IN4007

V1 V2 RL = 10 kΩ5V CL

Page 20: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

c. Rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter

kapasitor, dengan sumber tegangan AC

+ +

Gambar 14. Rangkaian penyearah setengah gelombang dengan

filter kapasitor, dengan sumber tegangan AC

1) Tabel hasil pengukuran

CL ( U2 (V) Uripple (Vp-p) f (kHz)

0,47 8 16,5 0,05

4,7 15 5 0,05

100 17 0,4 0,05

U2 diukur menggunakan Voltmeter, berarti U2 tersebut

merupakan Veff = Vrms .

20

Dioda IN4007

V1 V2 RL = 10 kΩ12,5V CL

Page 21: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

Grafik tegangan ripple terhadap kapasitor

Grafik tegangan U2 terhadap kapasitor

a) Perhitungan

(1) Pada rangkaian penyearah setengah gelombang

dengan filter kapasitor 0,47

21

Page 22: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

(a) Uripple = 3,3 Div x 5 V/Div = 16,5 V

(b) Perioda Uripple = T = 4 Div x 5 mS/Div = 20 mS

(c) f =

(d) Tegangan maksimum penyearah = VM

16,5 =

16,5 =

16,5 = VM (4,26)

VM =

= 3,87 V

(e) VDC

(f) Tegangan ripple puncak = Vr,(p)

= 8,25 V

(g) Tegangan efektif ripple = Vr,(rms)

22

Page 23: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

= 4,76 V

(h) Faktor ripple = r

= 1,09

(2) Pada rangkaian penyearah setengah gelombang

dengan filter kapasitor 4,7

(a) Uripple = 1 Div x 5 V/Div = 5 V

(b) Perioda Uripple = T = 4 Div x 5 mS/Div = 20 mS

(c) f =

(d) Tegangan maksimum penyearah = VM

5 =

5 =

5 = VM (0,425)

VM =

= 11,76 V

(e) VDC

23

Page 24: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

(f) Tegangan ripple puncak = Vr,(p)

= 2,5 V

(g) Tegangan efektif ripple = Vr,(rms)

= 1,44 V

(h) Faktor ripple = r

= 0,16

(3) Pada rangkaian penyearah setengah gelombang

dengan filter kapasitor 100

(a) Uripple = 0,2 Div x 2 V/Div = 0,4 V

(b) Perioda Uripple = T = 4 Div x 5 mS/Div = 20 mS

(c) f =

(d) Tegangan maksimum penyearah = VM

24

Page 25: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

0,4 =

0,4 =

0,4 = VM (20 x 10-3)

VM =

= 20 V

(e) VDC

(f) Tegangan ripple puncak = Vr,(p)

= 0,2 V

(g) Tegangan efektif ripple = Vr,(rms)

= 0,12 V

(h) Faktor ripple = r

25

Page 26: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

= 0,0061

Diperoleh hasil bahwa faktor ripple pada rangkaian

penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor 0,47

adalah 1,09 , sedangkan dengan filter kapasitor 4,7 adalah

0,16, dan dengan filter kapasitor 100 adalah 0,0061.

Semakin besar nilai kapasitor, semakin kecil faktor ripple. Hal

ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa semakin besar

nilai kapasitor filter maka pemfilteran akan semakin efektif

karena tegangan ripple akan semakin kecil dan tegangan

keluaran yang dihasilkan akan lebih rata dan stabil. Selain itu,

pada tabel hasil pengukuran terlihat bahwa nilai tegangan U2

semakin besar seiring dengan besarnya nilai kapasitor filter.

Kita ingat, prinsip filter kapasitor adalah proses pengisian dan

pengosongan kapasitor. Saat dioda forward, kapasitor terisi

dan tegangannya sama dengan periode ayunan tegangan

sumber. Pengisian berlangsung sampai nilai maksimum, pada

saat itu tegangan C sama dengan Vp. Jadi, semakin besar nilai

kapasitor filter maka semakin besar pula kemampuan kapasitor

filter menyimpan tegangan dari sumber tegangan. U2 terletak

antara kapasitor filter dan resistor beban, berarti tegangan U2

bernilai sama dengan tegangan pada kapasitor.

2) Gambar hasil pengukuran

Gambar rangkaian pada

protoboard (kapasitor 0,47

)

Gambar hasil pengukuran U2

menggunakan Voltmeter

Gambar hasil

pengukuran Uripple

menggunakan Osiloskop

26

Page 27: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

Gambar rangkaian

pada protoboard

(kapasitor 4,7 )

Gambar hasil

pengukuran U2

menggunakan Voltmeter

Gambar hasil pengukuran

Uripple menggunakan

Osiloskop

Gambar rangkaian

pada protoboard

(kapasitor 100 )

Gambar hasil

pengukuran U2

menggunakan Voltmeter

Gambar hasil

pengukuran Uripple

menggunakan Osiloskop

27

Page 28: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

d. Hasil simulasi menggunakan EWB

1) Hasil simulasi rangkaian penyearah setengah gelombang tanpa

filter, dengan sumber tegangan DC

28

Page 29: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

2) Hasil simulasi rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor, dengan sumber tegangan DC

29

Page 30: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

30

Page 31: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

3) Hasil simulasi rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter kapasitor, dengan sumber tegangan AC

31

Page 32: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

32

Page 33: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

33

Page 34: Tujuan, Alat & Bahan, Land.teori ^Prakt.2

5. Analisa

a. Tabel hasil pengukuran, rangkaian penyearah setengah

gelombang dengan kapasitor, dengan sumber tegangan AC

(menggunakan EWB)

CL ( U2 (V) Uripple (Vp-p) f (kHz)

0,47 14.9 15 0,05

4,7 15.9 5 0,05

100 15.6 1 0,05

b. Tabel hasil pengukuran, rangkaian penyearah setengah

gelombang dengan kapasitor, dengan sumber tegangan AC

(menggunakan Voltmeter untuk U2 dan menggunakan osilokop

untuk Uripple dan frekuensi)

CL ( U2 (V) Uripple (Vp-p) f (kHz)

0,47 8 16,5 0,05

4,7 15 5 0,05

100 17 0,4 0,05

34