eksperimen elektronika

1

Rangkaian Penyearah Gelombang

Editor By

Muh. Syihab Ikbal, S.Pd Hamaron D, S.Pd

2


DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL .............................................................................................. i

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................................... ii

KATA PENGANTAR ............................................................................................. iii

DAFTAR ISI ............................................................................................................ iv

BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

A. Judul Percobaan ......................................................................................... 1

B. Latar Belakang ........................................................................................... 1

C. Rumusan Masalah ..................................................................................... 2

D. Tujuan Percobaan ...................................................................................... 2

BAB II KAJIAN PUSTAKA ................................................................................. 3

A. Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang (Half Wave Rectifier) .......... 4

B. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh (Full Wave Rectifier) ............... 7

BAB III METODOLOGI EKPERIMEN ............................................................... 13

A. Alat dan Bahan ........................................................................................ 13

B. Prosedur Kerja ......................................................................................... 14

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 17

A. Hasil Pengamatan .................................................................................... 17

B. Analisis Data ........................................................................................... 22

C. Pembahasan ............................................................................................. 34

BAB V PENUTUP ............................................................................................... 38

A. Kesimpulan .............................................................................................. 38

B. Saran ........................................................................................................ 39

DAFTAR PUSTAKA

3


BAB I

P E N D A H U L U A N

A. Judul Percobaan

Judul percobaan ini yaitu “Penyearah Gelombang”

B. Latar Belakang

Hampir sebagian besar peralatan elektronika menggunakan sumber daya

listrik 220 volt / 50 Hz dari PLN. Beberapa peralatan seperti radio atau tape kecil

menggunakan baterai sebagai sumber tegangan namun sebagian menggunakan

listrik PLN sebagai sumber tenaganya. Untuk itu dibutuhkan suatu rangkaian

yang dapat mengubah arus listrik bolak-balik (AC) dari PLN menjadi arus listrik

searah (DC). Komponen yang melaksanakan konversi ini disebut dengan

rangkaian penyearah gelombang yang dalam perkembangannya dikembangkan

menjadi suatu catu daya.

Secara prinsip, rangkaian penyearah gelombang terdiri dari transformator,

dioda, dan kondensator/kapasitor. Transformator merupakan komponen

elektronika yang berfungsi untuk menurunkan dan menaikkan tegangan.

Kondensator atau kapasitor berfungsi sebagai penyimpan muatan untuk

sementara waktu dan merupakan filter (penyaring) pada rangkaian rectifier.

Dioda merupakan komponen aktif yang digunakan sebagai penyearah arus listrik,

pengaman arus dan tegangan listrik, serta pemblokir arus dan tegangan listrik.

Rangkaian penyearah gelombang merupakan rangkaian yang mengubah

gelombang sinus AC (Alternating Current) menjadi deretan pulsa DC (Direct

4


Current). Ini merupakan dasar atau langkah awal untuk memperoleh arus DC

halus yang dibutuhkan oleh suatu peralatan elektronika. Bentuk dari suatu

rangkaian penyearah adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dan

rangkaian penyearah gelombang penuh.

C. Rumusan Masalah

Adapun yang menjadi rumusan masalah pada percobaan ini yaitu sebagai

berikut:

1. Bagaimanakah penerapan dioda sebagai suatu komponen penyearah?

2. Bagaimana prinsip kerja rangkaian penyearah setengah gelombang?

3. Bagaimana prinsip kerja rangkaian penyearah gelombang penuh?

4. Bagaiman pengaruh pemasangan kapasitor pada rangkaian penyearah

gelombang?

D. Tujuan Percobaan

Adapun tujuan yang ingin dicapai pada percobaan ini yaitu sebagai

berikut:

1. Memahami fungsi dioda sebagai penyearah.

2. Memahami prinsip kerja dari rangkaian penyearah setengah gelombang.

3. Memahami prinsip kerja rangkaian penyearah gelombang penuh.

4. Mengidentifikasi pengaruh pemasangan kapasitor pada rangkaian penyearah

gelombang.

5


BAB II

KAJIAN PUSTAKA

Secara prinsip, rangkaian penyearah gelombang terdiri dari transformator,

dioda, dan kondensator/kapasitor. Transformator merupakan komponen elektronika

yang berfungsi untuk menurunkan dan menaikkan tegangan. Kondensator atau

kapasitor berfungsi sebagai penyimpan muatan untuk sementara waktu dan

merupakan filter (penyaring) pada rangkaian rectifier. Dioda merupakan komponen

aktif yang digunakan sebagai penyearah arus listrik, pengaman arus dan tegangan

listrik, serta pemblokir arus dan tegangan listrik.

Rangkaian penyearah (rectifier) adalah rangkaian yang digunakan untuk

mengubah tegangan bolak-balik (AC) menjadi tegangan searah (DC). Karena input

sumbernya memiliki tegangan AC yang relative tinggi, digunakan sebuah

transformator penurun tegangan (step-down transformator) dengan rasio lilitan yang

sesuai untuk mengkonversi tegangan ini ke tegangan rendah. Output AC dari sisi

sekunder transformator kemudian disearahkan dengan dioda-dioda rectifier silicon

konvensional untuk menghasilkan output yang masih kasar.

Pada Rangkaian penyearah ini ada dua yaitu penyearah setengah gelombang

(Half-Wave-Rectifier) dan penyearah gelombang penuh (Full-Wave-Rectifiier) yaitu

sebagai berikut :

6


A. Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang (Half Wafe Rectifier)

Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada

gambar 2.1 berikut ini. Transformator (T1) diperlukan untuk menurunkan

tegangan AC dari jala-jala listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan

AC yang lebih kecil pada kumparan sekundernya.

Gambar 2.1 : rangkaian penyearah setengah gelombang

Pada rangkaian tersebut, dioda (D1) berperan hanya untuk merubah dari

arus AC menjadi DC dan meneruskan tegangan positif ke beban R1. Ini yang

disebut dengan penyearah setengah gelombang (half wave).

Gambar rangkaian tersebut menunjukkan sumber AC menghasilkan sebuah

tegangan Sinusoidal, bila Dioda diasumsikan sebagai sebuah Dioda Ideal. Pada

Siklus Positif / Putaran Setengah positif, Dioda akan menjadi sebuah Dioda

dengan Bias Maju, artinya dioda dapat berlaku sebagai sebuah saklar tertutup.

Gelombang masukan pada rangkaian penyearah setengah gelombang

berupa gelombang Sinus dengan nilai seketika Vin dengan sebuah nilai Puncak

Vp(in).

7


Gambar 2.2: Gelombang input rangkaian penyarah gelombang

Gambar 2.2 di atas menunjukkan bahwa bentuk gelombang input pada

rangkaian penyearah setengah gelombang adalah gelombang sinusoidal.

Gelombang ini merupakan gelombang yang masuk pada rangakaian sebelum

impuls masukan melewati komponen dioda.

Pada penyearah setengah gelombang, dioda akan berlaku sebagai

penghantar selama putaran setengah Positif dan tidak berlaku sebagai penghantar

pada setengah siklus negatif, sehingga dinamakan sebagai Sinyal setengah

Gelombang. Hal ini terjadi karena dioda berada dalam keadaan bias maju yang

hanya melewatkan deretan pulsa positif dan memotong deretan pulsa negatif

pada gelombang masukan. Akibatnya gelombang keluaran akan menjadi deretan

pulsa positif setengah gelombang, seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut:

Gambar 2.3: keluaran pada penyearah setengah gelombang

Vin

t

VP(in)

Vout

t

VP(out)

8


Tegangan setengah gelombang menghasilkan arus beban satu arah, artinya

arus mengalir hanya pada satu arah, tegangan setengan gelombang tersebut

merupakan tegangan DC yang bergerak naik sampai nilai max dan turun sampai

nol dan tetap nol selama siklus setengan negatif.

Pada gambar 2.3 ditunjukkan bahwa keluaran pada penyearah setengah

gelombang merupakan keluaran yang masih kasar. Untuk mengatasi hal tersebut

maka pada rangkaian ditambahkan komponen kapasitor. Kapasitor yang

digunakan dipasang parallel terhadapa beban R, seperti yang ditunjukkan pada

gambar berikut ini:

Gambar 2.4: penyearah setengah gelombang dengan filter

Kapasitor yang dipasang pada rangkaian akan menyaring atau

menghaluskan keluaran yang masih kasar tersebut sehingga keluaran yang

terbentuk adalah keluaran yang berbentuk riplle. Ini dapat ditunjukkan pada

gambar berikut ini:

Gambar 2.5: gelombang ripple hasil pemfilteran kapasitor

9


Gambar 2.4 adalah rangkaian penyearah setengah gelombang dengan filter

kapasitor C yang paralel terhadap beban R. Ternyata dengan filter ini bentuk

gelombang tegangan keluarnya bisa menjadi rata. Gambar-4 menunjukkan

bentuk keluaran tegangan DC dari rangkaian penyearah setengah gelombang

dengan filter kapasitor. Garis b-c kira-kira adalah garis lurus dengan kemiringan

tertentu, dimana pada keadaan ini arus untuk beban R1 dicatu oleh tegangan

kapasitor. Sebenarnya garis b-c bukanlah garis lurus tetapi eksponensial sesuai

dengan sifat pengosongan kapasitor.

Kemiringan kurva b-c tergantung dari besar arus (I) yang mengalir ke

beban R. Jika arus I = 0 (tidak ada beban) maka kurva b-c akan membentuk garis

horizontal. Namun jika beban arus semakin besar, kemiringan kurva b-c akan

semakin tajam. Tegangan yang keluar akan berbentuk gigi gergaji dengan

tegangan ripple yang besarnya adalah :

Vr = V

M -V

L …....... (1)

B. Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh (Full Wafe Rectifier)

Rangkaian penyearah setengah gelombang (half wave rectifier) ternyata

memiliki kelemahan sehingga tidak maksimal untuk digunakan, kelemahannya

adalah arus listrik yang mengalir ke beban hanya separuh dari setiap satu cycle.

Hal ini akan menyulitkan dalam proses filtering (penghalusan). Untuk mengatasi

kelemahan ini adalah penyearah gelombang penuh.

10


Rectifier gelombang penuh adalah equivalen dengan dua kali rectifier

setengah gelombang, sebab center tap masing-masing Rectifier mempunyai

tegangan masukan yang equal dengan setengah tegangan sekunder.

Rangkaian dasar penyearah gelombang penuh seperti terlihat pada gambar.

Menggunakan dua dioda dan satu center tape transformer.

Gambar 2.6: Penyearah gelombang penuh dengan 2 dioda

Gambar 2.7: Aliran arus pada diode 1

Dioda D1 menghantar ke putaran setengah positif dan Dioda D2

menghantar ke putaran setengah negatif. Sebagai hasilnya arus beban rectifier

mengalir selama setengah putaran bersama-sama. Rangkaian equivalen pada

putaran maju setengah siklus positif, D1 merupakan Dioda dengan bias maju

ACD1

RL

D2

http://2.bp.blogspot.com/_RBu4qlx6K1w/SZxy5Dc3ecI/AAAAAAAAAAs/TqrHz-B9F8k/s1600-h/img5-fullwave_ct1.jpg

11


yang akan menghasilkan sebuah tegangan beban positif yang diindikasikan

sebagai Polarity Plus-Minus melalui Resistor beban.

Gambar 2.8: aliran arus pada diode 2

Rangkaian equivalen pada putaran maju setengah siklus Negatif, D2

merupakan Dioda dengan bias maju yang akan menghasilkan sebuah tegangan

beban positif.

Selama kedua putaran setengah, tegangan beban mempunyai polaritas yang

sama dan arus beban berada dalam satu arah, Rangkaian ini disebut sebagai

Rectifier gelombang penuh, sebab mengganti tegangan masukan AC ke Pulsating

(getaran) tegangan keluaran DC. Bentuk keluaran dari penyearah gelombang

penuh dengan dua diode ditunjukkan pada gambar berikut ini:

Gambar 2.9: Keluaran pada penyearah gelombang penuh 2 dioda

http://1.bp.blogspot.com/_RBu4qlx6K1w/SZxzGQBZqcI/AAAAAAAAAA0/YVo3OwSGoUI/s1600-h/img6-fullwave_ct2.jpg

http://1.bp.blogspot.com/_RBu4qlx6K1w/SZxyV-_nS8I/AAAAAAAAAAk/L9nUB3ijUXc/s1600-h/img4-fullwave_sinyal.jpg

12


Selain itu terdapat rangkaian penyearah gelombang penuh dengan tipe lain

yang dinamakan penyearah type jembatan. Rangkaian ini terdiri dari empat

diode. Bentuk rangkaian penyearah gelombang penuh dengan jembatan dapat

ditunjukkan pada gambar berikut ini:

Gambar 2.10: penyearah gelombang penuh dengan jembatan

Rectifier jembatan menyerupai Rectifier gelombang penuh sebab

menghasilkan tegangan keluaran gelombang penuh, Dioda D1 dan D2

menghantar di atas setengah siklus positif da D3 dan D4 menghantar di atas

setengah siklus negatif.

Pada dioda bridge, hanya ada 2 dioda saja yang menghantarkan arus untuk

setiap siklus tegangan AC sedangkan 2 dioda lainnya bersifat sebagai isolator

pada saat siklus yang sama.

Aliran arus yang melewati rangkaian tersebut ditunjukkan pada gambar

berikut ini:

13


Gambar 2.11: Aliran arus pada rangkaian penyearah gelombang penuh

dengan jembatan.

Saat siklus positif tegangan AC, arus mengalir melalui dioda B menuju

beban dan kembali melalui dioda C. Pada saat yang bersamaan pula, dioda A dan

D mengalami reverse bias sehingga tidak ada arus yg mengalir atau kedua dioda

tersebut bersifat sebagai isolator.

Sedangkan pada saat siklus negatif tegangan AC, arus mengalir melalui

dioda D menuju beban dan kembali melalui dioda A. Karena dioda B dan C

mengalami reverse bias maka arus tidak dapat mengalir pada kedua dioda ini.

Kedua hal ini terjadi berulang secara terus menerus hingga didapatkan tegangan

beban yang berbentuk gelombang penuh yang sudah disearahkan (tegangan DC).

Grafik sinyal dari penyearah gelombang penuh dengan jembatan dioda

(dioda bridge) ditunjukkan seperti pada gambar berikut:

http://2.bp.blogspot.com/_RBu4qlx6K1w/SZxyB3qcn5I/AAAAAAAAAAc/P_k6OB4LRoE/s1600-h/img3-fullwave2.jpg

14


Gambar 2.12: Keluaran pada penyearah gelombang penuh dengan jembatan

http://4.bp.blogspot.com/_RBu4qlx6K1w/SZxzVtGTJoI/AAAAAAAAAA8/EUdHJ1eThGc/s1600-h/img7-fullwave_sinyal2.jpg

15


BAB III

METODOLOGI EKSPERIMEN

E. Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu:

1. Alat-alat yang digunakan yaitu:

a. Osiloskop Sinar Katoda (CRO) 1 set

b. Transformator engkel 1 ampere (Step Down) 1 buah

c. Kabel penghubung 10 buah

d. Voltmeter digital 1 buah

2. Bahan-bahan yang digunakan yaitu:

a. Dioda penyearah IN 5399 2 buah

b. Dioda Kuprok 1 buah

c. Resistor tetap, dengan spesifikasi

Resistor 100 ΩJ 1 buah




d. Kapasitor elco dengan spesifikasi

Elco 1000 μF 1 buah



16


F. Prosedur Kerja

1. Penyearah Setengah Gelombang

a. Catat spesifikasi komponen alat yang digunakan, selanjutnya rangkai kit

percobaan seperti pada gambar berikut :

Gambar 3.1 : Penyearah setengah gelombang

b. Setelah yakin bahwa rangkaian yang telah dibuat sudah benar, kemudian

hubungkanlah input salah satu chanel osiloskop dengan terminal input dari

rangkaian untuk mendapatkan tampilan gelombang puncak ke puncak (VPP)

dan menggambar bentuk gelombangnya di atas kertas grafik semilog.

c. Pindahkan probe osiloskop ke output (Vout) rangkaian untuk mengamati

tampilan keluaran. Catat ini sebagai tegangan keluaran (Vout) dan gambarkan

bentuk gelombangnya.

d. Menggunakan voltmeter untuk mengukur tegangan keluaran dari rangkaian.

Catat sebagai nilai tegangan dc (Vdc).

17


e. Pasang kapasitor paralel dengan resistor kemudian menghubungkan probe

osiloskop untuk menghitung tegangan riak (Vrpp) dan menampilkan bentuk

gelombangnya.

f. Catat hasil yang diperoleh pada lembar data yang telah disediakan.

2. Penyearah Gelombang Penuh

a. Rangkai kit percobaan seperti pada gambar di bawah ini Gambar 2.3 :

Penyearah gelombang penuh/ jembatan

Gambar 3.2: Rangkaian penyearah gelombang

b. Hubungkan input salah satu chanel osiloskop dengan terminal input (Vin)

dari rangkaian untuk mendapatkan tampilan gelombang puncak ke puncak

(VPP). Catat hasil pengamatan ini sebagai nilai tegangan VPP, dan gambar


c. Pindahkan probe osiloskop ke output (Vout) rangkaian untuk mengamati

tampilan keluaran. Catat ini sebagai tegangan keluaran (Vout) dan gambar


18


d. Gunakan voltmeter untuk mengukur tegangan keluaran dari rangkaian. Catat

sebagai nilai tegangan dc (Vdc).

e. Ulangi kegiatan (2) sampai dengan (4) dengan memparalel hambatan beban

dengan sebuah kapasitor elektrolit (Elco).

f. Ulangi kegiatan (5) dengan menggunakan kapasitor yang berbeda.

19


BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil Pengamatan


Spesifikasi komponen:

Resistor : 100 Ω

Capasitor 1 (C1) : 1000 μF = 10-3

F

Capasitor 2 (C2) : 3300 μF = 3,3 x 10-3

F

Capasitor 3 (C3) : 4700 μF = 4,7 x 10-3

F

Batas ukur vertikal : 5 volt/div

Batas ukur horizontal : 5 ms/div

Periode (T) : 0,02 sekon

Frekuensi (f) : 1

𝑇 Hz

Vin (Vpp) dari CRO : 24 volt

Vout (Vp) dari CRO : 12 volt

Vout (Vdc) dari Voltmeter : 10,7 volt

Penunjukkan skala tegangan riak:

Untuk Capasitor 1 (C1) : 4 skala



20


Bentuk-bentuk gelombang penyearah setengah gelombang

a) Gelombang input (Vin)

b) Gelombang output (Vout)

21


c) Gelombang Riak (Vrpp).

Capasitor 1 (C1) 1000 μF



22



Spesifikasi komponen:

Resistor : 100 Ω

Capasitor 1 (C1) : 1000 μF = 10-3

F

Capasitor 2 (C2) : 3300 μF = 3,3 x 10-3

F

Capasitor 3 (C3) : 4700 μF = 4,7 x 10-3

F

Batas ukur vertikal : 5 volt/div

Batas ukur horizontal : 5 ms/div

Periode (T) : 0,02 sekon

Frekuensi (f) : 1

𝑇 Hz

Vin (Vpp) dari CRO : 24 volt

Vout (Vp) dari CRO : 12 volt

Vout (Vdc) dari Voltmeter : 20 volt

Penunjukkan skala tegangan riak:




23


Bentuk-bentuk gelombang penyearah gelombang penuh

a) Gelombang input (Vin)

b) Gelombang output (Vout)

c) Gelombang Riak (Vrpp)


24




B. Analisis Data


a) Menghitung Tegangan Input dan tegangan Output

R1 = 100 Ω

C1 = 1000 µ F

C2 = 3300 µ F

25


C3 = 4700 µ F

Untuk Tegangan input

Pengukuran dengan CRO (Vin)

Batas ukur vertikal = 5 Volt/div

Nst vertikal = 𝐵𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑈𝑘𝑢𝑟 𝑉𝑒𝑟𝑡𝑖𝑘𝑎𝑙

5 𝑠𝑘𝑎𝑙𝑎

= 1 volt/skala

Batas ukur horisontal = 5 ms/div

Nst Horisontal = 𝐵𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑈𝑘𝑢𝑟 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑠𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙


= 1 ms/skala

Nst Horisontal = 10-3

sekon/skala

Periode (T) = Penunjukan skala x Nst Skala Horisontal

= 20 skala x 10-3

sekon/skala

Periode (T) = 0,02 sekon

Frekuensi ( f ) = 1

𝑇 Hz

= 1

0,02

Frekuensi ( f ) = 50 Hz

Vin (Vpp) CRO = Penunjukkan skala x NST Vertikal

= 24 skala x 1 volt/skala

Vin (Vpp) CRO = 24 volt

26


Vp = 𝑉𝑝𝑝

2

= 24

2

Vp = 12 volt

Vrms = 𝑉𝑝

2

= 12

2

Vrms = 8,48 volt

Vdc = 0,901 . Vrms volt

= 0,901 x 8,48 volt

Vdc = 7,64 volt

Untuk Tegangan output ( Vdc ) pada resistor

Pengukuran dengan CRO


Nst vertikal = 5 𝑣𝑜𝑙𝑡 /𝑑𝑖𝑣


= 1 volt/skala

Vout (Vp) CRO = Penunjukkan skala x Nst Skala Vertikal


Vp = 12 volt

27


Vrms = 𝑉𝑝

2

= 12

2

Vrms = 8,48 volt

Vdc = 0,901 x Vrms

= 0,901 x 8,48

Vdc = 7,67 volt (A)

Pengukuran dengan Voltmeter

Vrms = 10,7 Volt (B)

% Kesalahan relatif (KR) tegangan efektif (Vrms)

% KR Vrms = [ 𝐵 − 𝐴 ]

𝐵 x 100 %

= 10,7−7,67

10,7 x 100 %

% KR Vrms = 28,32 %

Pelaporan Fisika (PF)

PF = [ Vrms + ½ Nst Vertikal] Volt

PF = ( 8,48 ± 0,5) Volt

b) Pengukuran tegangan Riak (Vrpp)

a. Pengukuran dengan CRO (Vrpp A)

1. Untuk Kapasitor 1 (C1) = 1000 µF = 10-3

F

28


Nst vertikal CRO = 0,4 volt

Vrpp1a = Penunjukan skala x Nst vertikal CRO

= 4 x 0,4

Vrpp1a = 1,6 volt

2. Untuk Kapasitor 2 (C2) = 3300 µF = 3,3 x 10-3

F



= 3 x 0,2

Vrpp2a = 0,6 volt


F



= 4 x 0,1

Vrpp3a = 0,4 volt

b. Hasil Pengukuran tegangan riak dengan Perhitungan (Vrpp B) dengan

perhitungan


F

Vrpp1b = 1

2 .𝑓 𝑅𝑙 .𝐶1 Vp

= 1

2×50×100×10−3 × 12 volt

29


Vrpp1b = 1,2 volt


F

Vrpp2b = 1


= 1

2×50×100×3,3×10−3 × 12 Volt

Vrpp2b = 0,36 volt


F

Vrpp3b = 1


= 1

2×50×100×4,7×10−3 × 12 Volt

Vrpp3b = 0,26 volt

c. % Kesalahan relatif (KR) tegangan riak (Vrpp)

% KR Vrpp1 = [ Vrpp 1a− Vrpp 1b ]

Vrpp 1a × 100 %

= [ 1,6−1,2 ]

1,6 × 100 %

= 25 %


Vrpp 1a × 100 %

= [ 0,6−0,36]

0,6 × 100 %

= 40 %

30



Vrpp 3b × 100 %

= [ 0,4−0,26 ]

0,4 × 100 %

= 35 %


PF1 = [ Vrpp1 + ½ Nst Vertikal] Volt

= 1,6 ± ½ . 0,4 volt

= 1,6 ± 0,2 volt


= 0,6 ± ½ . 0,2 volt

= 0,6 ± 0,1 volt


= 0,4 ± ½ . 0,1 volt

= 0,4 ± 0,05 volt


a) Menghitung Tegangan Input dan tegangan Output

R1 = 100 Ω

C1 = 1000 µ F

C2 = 3300 µ F

C3 = 4700 µ F

31


Untuk Tegangan input

Pengukuran dengan CRO (Vin)


Nst vertikal = 𝐵𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑈𝑘𝑢𝑟 𝑉𝑒𝑟𝑡𝑖𝑘𝑎𝑙


= 1 volt/skala

Batas ukur horisontal = 5 ms/div

Nst Horisontal = 𝐵𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑈𝑘𝑢𝑟 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑠𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙


= 1 ms/skala

Nst Horisontal = 10-3

sekon/skala

Periode (T) = Penunjukan skala x Nst Skala Horisontal

= 20 skala x 10-3

sekon/skala

Periode (T) = 0,02 sekon

Frekuensi ( f ) = 1

𝑇 Hz

= 1

0,02

Frekuensi ( f ) = 50 Hz

Vin (Vpp) CRO = Penunjukkan skala x NST Vertikal


Vin (Vpp) CRO = 24 volt

32


Vp = 𝑉𝑝𝑝

2

= 24

2

Vp = 12 volt

Vrms = 𝑉𝑝

2

= 12

2

Vrms = 8,48 volt

Vdc = 0,901 . Vrms volt

= 0,901 x 8,48 volt

Vdc = 7,64 volt

Untuk Tegangan output ( Vdc ) pada resistor

Pengukuran dengan CRO


Nst vertikal = 5 𝑣𝑜𝑙𝑡 /𝑑𝑖𝑣


= 1 volt/skala

Vout (Vp) CRO = Penunjukkan skala x Nst Skala Vertikal


Vp = 12 volt

33


Vrms = 𝑉𝑝

2

= 12

2

Vrms = 8,48 volt

Vdc = 0,901 x Vrms

= 0,901 x 8,48

Vdc = 7,67 volt (A)

Pengukuran dengan Voltmeter

Vrms = 20 Volt (B)

% Kesalahan relatif (KR) tegangan efektif (Vrms)

% KR Vrms = [ 𝐵 − 𝐴 ]

𝐵 x 100 %

= 20−7,67

20 x 100 %

% KR Vrms = 61,65 %


PF = [ Vrms + ½ Nst Vertikal] Volt

PF = ( 8,48 ± 0,5) Volt

b) Pengukuran tegangan Riak (Vrpp)

a. Pengukuran dengan CRO (Vrpp A)


F


34



= 4 x 0,2

Vrpp1a = 0,8 volt


F



= 3 x 0,1

Vrpp2a = 0,3 volt


F



= 5 x 0,04

Vrpp3a = 0,2 volt

b. Hasil Pengukuran tegangan riak dengan Perhitungan (Vrpp B) dengan

perhitungan


F

Vrpp1b = 1


= 1

2×50×100×10−3 × 12 volt

Vrpp1b = 1,2 volt

35



F

Vrpp2b = 1


= 1

2×50×100×3,3×10−3 × 12 Volt

Vrpp2b = 0,36 volt

3. Untuk Kapasitor 3 (C3) = 4700 µF = 470 x 10-6

F

Vrpp3b = 1


= 1

2×50×100×4,7×10−3 × 12 Volt

Vrpp3b = 0,26 volt

% Kesalahan relatif (KR) tegangan riak (Vrpp)


Vrpp 1a × 100 %

= [ 0,8−1,2 ]

0,8 × 100 %

= 50 %


Vrpp 1a × 100 %

= [ 0,3−0,36 ]

0,3 × 100 %

= 20 %

36



Vrpp 3b × 100 %

= [ 0,2−0,26 ]

0,2 × 100 %

= 30 %



= 0,8 ± ½ . 0,2 volt

= 0,8 ± 0,1 volt


= 0,3 ± ½ . 0,1 volt

= 0,3 ± 0,05 volt


= 0,2 ± ½ . 0,04 volt

= 0,2 ± 0,02 volt

C. Pembahasan


Berdasarkan hasil pengamatan yang diperoleh maka nilai tegangan input

(Vpp) sebesar 24 volt dan gelombang masukan yang terbentuk adalah berbentuk

sunisoidal. Kemudian ketika diukur tegangan outputnya (Vp) maka diperoleh nilai

sebesar 12 volt dan nilai tegangan output yang diperoleh dengan voltmeter digital

sebesar 10,7 volt. Berdasarkan hasil perhitungan, diperoleh nilai tegangan efektif

37


(Vrms) sebesar 8,48 volt, sehingga besarnya nilai tegangan dc (Vdc) pada

masukan dan keluaran sebesar 7,64 volt.

Berdasarkan hasil pengamatan, pada bagian input dari rangkaian penyearah

setengah gelombang, dapat dilihat melalui CRO bahwa bentuk gelombang input

adalah gelombang sinusoidal. Gelombang ini merupakan gelombang arus bolak

balik yang senantiasa berubah terhadap waktu. Namun, setelah melalui komponen

dioda, bentuk gelombang menjadi setengah dari gelombang input. Ini

menunjukkan bahwa pada saat gelombang input melewati komponen diode maka

gelombang tersebut akan disearahkan oleh diode. Namun, keluaran yang terbentuk

ini masih merupakan gelombang yang kasar. Untuk menghaluskan gelombang

keluaran tersebut maka dipasang kapasitor pada rangkaian. Kapasitor akan

menyaring gelombang keluaran sehingga akan terbentuk gelombang riak yang

halus. Dari data-data yang diperoleh, dapat ditunjukkan besarnya nilai tegangan

riak pada kapasitor 1000 μF sebesar 1,6 volt, untuk kapasitor 3300 μF diperoleh

nilai sebesar 0,6 volt dan untuk kapasitor 4700 μF diperoleh nilai sebesar 0,4 μF.

Dari data-data tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin besar nilai kapasitor

yang digunakan maka gelombang riak (Vrpp) yang dihasilkan akan semakin kecil,

dan tegangan riak juga akan semakin halus.


38


Berdasarkan hasil percobaan, maka dapat diketahui bahwa dengan

menggunakan hambatan beban sebesar 100 ohm, maka diperoleh nilai tegangan

input (Vpp) dari CRO sebesar 24 volt sedangkan nilai tegangan output (Vp) dari

CRO sebesar 12 volt. Kemudian untuk tegangan output (Vdc) dari voltmeter

diperoleh nilai sebesar 20 volt. Bentuk tegangan input pada penyearah gelombang

penuh sama dengan bentuk gelombang input pada penyearah setengah gelombang

yaitu berbentuk sinusoidal. Sedangkan pada gelombang outpunya memiliki

perbedaan dengan penyearah setengah gelombang. Ketika gelombang input

melewati diode dan sebuah hambatan beban (RL) pada rangkaian penyearah

gelombang penuh maka isyarat keluaran gelombangnya akan berbentuk deretan

gelombang positif penuh dan gelombang negative akan terpotong. Hal inilah yang

menjadi prinsip kerja dari penyearah gelombang penuh yaitu menyearahkan

isyarat positif secara penuh dan memotong isyarat negative pada keadaan diode

berpanjar maju.

Setelah diparalelkan dengan sebuah kapasitor, maka terbentuk gelombang

yang puncaknya sedikit meruncing. Gelombang inilah yang dinamakan dengan

gelombang riak (ripple). Hal ini terjadi karena pada saat gelombang keluaran

melewati sebuah kapasitor maka akan terjadi penapisan atau filter oleh kapasitor.

Semakin besar nilai kapasitor yang digunakan maka semakin kecil nilai tegangan

riaknya. Hal ini ditunjukkan pada hasil pengamatan yang diperoleh. Pada kapasitor

1000 μF nilai tegangan riak sebesar 0,8 votl, pada kapasitor 3300 μF nilai

tegangan riaknya menjadi 0,3 volt sedangkan pada kapasitor 4700 μF nilai

39


tegangan riak menjadi semakin kecil yaitu sebesar 0,2 volt. Sehingga dapat

disimpulkan bahwa semakain besar nilai kapasitor yang digunakan maka nilai

tegangan riak akan semakin kecil sehingga gelombang riak akan semakin merata.

40


BAB I

P E N U T U P

G. Kesimpulan

Adapun yang menjadi kesimpulan pada percobaan ini yaitu sebagai

berikut:

1. Dioda merupakan komponen aktif yang dapat menyearahkan arus AC menjadi

arus DC pada keadaan berpanjar maju.

2. Adapun prinsip kerja dari half-Wafe Rectifier adalah pada saat tegangan bolak

balik positif dioda akan panjar maju. Saat itu arus akan mengalir dari

transformator ke dioda, beban dan kembali ke transformator sehingga pada

ujung-ujung beban akan terdapat beda tegangan yang bentuknya sama dengan

tegangan masukan. Setengah periode berikutnya dioda akan dipanjar mundur,

saat itu tidak ada arus yang mengalir sehingga pada ujung-ujung beban tidak

ada tegangan.

3. Pada penyearah gelombang penuh membalikkan masing-masing putaran

setengah negatif sehingga mendapatkan jumlah dua kali putaran positif pada

isyarat keluarannya.

4. Pengaruh pemasangan kapasitor pada rangkaian penyearah gelombang adalah

berperan sebagai penyaring isyarat keluaran sehingga terbentuk gelombang

riak/ripple (Vrpp), semakin besar nilai kapasitor maka semakin kecil

gelombang riak yang terbentuk dan nilai tegangan riak juga akan semakin

kecil.

41


H. Saran

Adapun saran yang dapat kami berikan dalam percobaan ini yaitu sebagai

berikut:

1. Sebelum melakukan pengamatan, CRO (Osiloskop) sebaiknya dikalibrasi

terlebih dahulu agar tampilan gelombang menjadi lebih baik.

2. Jangan menyentuh bagian lilitan primer transformator sebab memiliki

tegangan yang tinggi yaitu sebesar 220 volt / 50 Hz.

3. Jika komponen resistor, dioda, dan kapasitor menjadi panas pada saat

pengamatan maka segera lepaskan sambungan dari sumber tegangan PLN

agar tidak mengakibatkan kerusakan pada komponen yang digunakan.

4. Keaktifan dan ketelitian sangat diperlukan pada saat melakukan pengamatan.

42


DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2009. Http///Eksperimen elka/pp_full.php.htm. diakses pada tanggal 11

Januari 2011.

Bakri, Abdul Haris dkk. 2008. Dasar-Dasar Elektronika. Makassar: Badan Penerbit

UNM.

Rusmadi, Dedi. 1999. Mengenal Teknik Elektronika. Bandung: Pionir Jaya.

Shrader, Robert L. 1989. Komunikasi Elektronika (Revisi Terjemahan). Jakarta:

Erlangga.

Sutrisno, 1986, Elektronika Teori dan Penerapannya, Bandung; ITB

Tim Penyusun. 2007. Penuntun Praktikum Elektronika Dasar II. Makassar:

Laboratorium Fisika UIN Alauddin.

eksperimen elektronika

Education