filter induktor

Laporan Praktikum Elektronika Daya

BAB 8

PERCOBAAN FILTER INDUKTOR PADA PENYEARAH

SATU-FASA

8.1 Tujuan Percobaan

Setelah melaksanakn paktikum, diharapkan mahasiswa mampu :

Menyebutkan jenis-jenis filter pada penyearah satu fasa tak terkendali

Menjelaskan prinsip kerja filter induktor pada output penyearah satu-fasa

tak terkendali.

Mengukur besaran-besaran output dan input dari suatu rangkaian

penyearah satu-fasa tak terkendali yang outputnya difilter dengan

induktor.

Menghitung faktor ripel dari rangkaian penyearah satu-fasa tak terkendali

yang outputnya difilter dengan induktor.

8.2 Teori Dasar

Rangkaian penyarah satu fasa mempunyai output yang tidak konstan atau

kontinu dan tidak sinus murni. Jadi output seperti itu masih mengandung arus dan

tegangan pulsasi yang biasanya disebut harmonik. Untuk mengurangi harmonik

tersebut hingga seminimum mungkin pada output penyearah tersebut, maka

diigunakan filter DC. Sisi input dari penyearah satu fasa juga mengandung

harmonik, dan untuk menguranginya maka digunakan filter AC. Filter DC

biasanya berupa induktor (L), kapasitor (C), atau LC; sementara filter AC pada

umumnya berupa LC. Gambar 8.1 Memperlihatkan macam-macam filter DC pada

output suatu penyarah yang berbeban resistif.

Filter Induktor pada Penyearah Satu-Fasa 8-1


(a) (b) (c)

Gambar 8.1 Filter-filter DC pada output penyearah. (a) Tipe L, (b) Tipe C, (c) Tipe LC.

Gambar 8.2 Diagram filter AC pada input penyearah.

Induktor menyimpan energi dalam bentuk medan magnet yaitu 1/2 LI2,

dimana L adalah induktansi dan I adalah arus, sehingga cenderung

mempertahankan arus yang konstan atau kontinu. Salah satu contoh dalam hal ini

adalah beban induktif (R-L) dimana induktansi dari beban sudah seri dengan

beban tersebut untuk mendapatkan aksi filter-L.Kekurangan dari filter-L adalah

menyebabkan sudut fasa dari arus beban terlambat dari tegangan beban.

Akibatnya tegangan total (dalam beban ditambah pada filter) akan mempunya

faktor ripel (RF) yang lebih besar. Namun, filter-L akan memperhalus (membuat



semakin mendekati kontinu) arus beban, jadi memperbesar RF-nya, dengan

demikian untuk beban resistif, maka RF tegangan beban akan meingkat.

Untuk mengatasi kekurangan filter-L seperti yang disebutkan diatas, maka

penyearah satu-fasa setengah-gelombang perlu dilengkapi terlebih dahulu dengan

dioda yang disebut dioda freewheeling. Pengaruh filter-L pada penyearah satu-

fasa gelombang-penuh berbeban resistif adalah membuat arus maupun tegangan

beban menjadi kontinu. Jadi dalam hal tersebut, diode freewheeling tidak

diperlukan.

Gambar 8.3 memperlihatkan output rangkaian penyarah satu-fasa setengah

gelombang yang dilengkapi dengan dioda freewheeling dalam rangka

memperoleh aksi filter-L yang semakin efektif. Penggunaan diode freewheeling

pada penyearah satu fasa telah dibahas khusus dalam mata kuliah elektronika daya

1, jadi dalam hal ini beberapa rumus tentang RF akan mengacu pada pembahasan

tersebut.

Gambar 8.3 Penerapan filter-L pada penyearah satu-fasa setengah gelombang; (a) diagram rangkaian. (b) bentuk-bentuk gelombang.



(b)

Gambar 8.3 (Lanjutan)

Arus-arus beban dalam keadaan tanpa filter-L untuk beban resistif telah

dinyatakan dalam persamaan (8-11) dan (8-12) yaitu

I dc=0,3183 V m

R ……………………………………………………….(8-1)

Irms = 0,5 Vm/R ……………………………………………………….(8-2)

Dimana :

Vm = harga maksimum tegangan input peneyearah

Faktor ripel (RF) arus beban secara teoritis dari persamaan (8-1) dan (8-2) diatas

adalah :

RF = √¿¿= 1,211 ………..………………………….(8-3)



Dalam keadaan mendapat filter-L, maka faktor ripel (RF) arus beban akan

menjadi :

RF = √ π2 cos2∅4

+π sin3∅ cos∅ (1+e−π /tan∅ )

2(1−e−π / tan∅)−1 .…………………….(8-

4)

Dimana :

∅ = tan−1(2 π f L/R)

L = induktansi dari induktor

R = resistansi beban

f = frekuensi gelombang input

karena bentuk gelombang tegangan beban dan arus beban adalah sama,

maka rumus pada persamaan (8-5) diatas berlaku pula untuk tegangan beban.

Persamaan (8-5) diatas adalah rumus eksak untuk menghitung RF dari

suatu oenyearah satu-fasa setengah gelombang berbeban resistif yang difilter

dengan induktor. Dalam prakteknya, jika RF yang diinginkan telah ditentukan,

maka sudut ∅ dari persamaan (8-5) dapat dihitung dengan cara “ trial and error ”,

sehingga pada akhirnya kebutuhan induktansi (L) dapat dihitung.

Gambar 8-5 (a) dan (b) memperlihatkan penerapan filter-L pada penyearah

satu-fasa gelombang penuh. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bahwa

pengaruh filter-L pada penyearah satu-fasa gelombang penuh berbeban resistif

adalah membat arus maupun tegangan beban menjadi kontinu serta tidak

dihaslkan tegangan total yang negatif. Jadi dalm hal ini, kedua rangkaian tidak

perlu lagi memakai dioda freewheeling.



Gambar 8.4 Penerapan filter-L pada penyearah satu-fasa gelombang penuh (a). rangkaian center-tap. (b) rangkaian jembatan.

Gambar 8.5 Bentuk-bentuk gelombang dari rangakain pada gambar 8.4



Penambahan filter-L dalam hal ini serupa dengan penambahan beban indukitf

pada penyearah satu fasa gelombang penuh. Arus-arus beban dalam keadaan tanpa

filter-L Untuk beban resitif telah dinyatakan dalam persamaan (8-6) dan (8-7)

yaitu :

Idc = 0,6366 V m

R ..

………………………………………………….(8-6)

Irms = 0,7071 Vm/R ......………………………………………………..(8-7)

Dimana :

Vm = harga maksimum tegangan input penyearah

Faktor ripel (RF) arus beban secara teoritis dari persamaan (8-6) dan (8-7) diatas

adalah :

RF=√¿¿ =0,483 …….…………………………….(8-8)

Dalam keadaan mendapat filter-L maka faktor ripel (RF) arus beban akan

menjadi:

RF = √ π2 cos2∅8


2(1−e−π / tan∅)−¿1¿ ...…………………(8-

9)

Persamaan (8-9) diatas berlaku pula untuk tegangan beban. Dalam

prakteknya, jika RF yang diinginkan telah ditentukan, maka sudut ∅ dari

persamaan (8-5) dapat dihitung dengan cara “ trial and error “, sehingga pada

akhirnya kebutuhan induktansi (L) dapat dihitung.



8.3 Diagram Rangkaian

Gambar 8.6 diagram rangkaian percobaan filter pada penyearah satu-fasa tak terkendali. (a) setengah gelombang. (b) gelombang-penuh jembatan.



8.4 Alat dan Bahan

Osiloskop 1 buah

Regulator ac satu-fasa 1 buah

Dioda 4 buah

Amperemeter 1 buah

Voltmeter 2 buah

Tahanan geser 2 buah

Beban induktor 1 buah

Saklar 1 buah

Kabel secukupnya

8.5 Prosedur Percobaan

8.5.1 Penyearah Satu-Fasa Setengah Gelombang

Membuat rangkaian seperti pada gambar 8.6 (a) dimana beban yang

digunakan adalah tahanan geser 10 Ω dan induktor 36 mH. [ Rm adalah

adapter tahanan rendah untuk melihat bentuk gelombang arus. Jika tidak

ada,menggunakan tahanan geser untuk mendapatkan nilai reistansi 1 Ω].

Dalam keadaan regulator AC satu-fasa minimum, saklar S2 tertutup dan S3

terbuka, saklar S1 dimasukkan.

Menaikkan tegangan output regulator (Vs) sehingga mencapai 8 V.

Mencatat harga rata-rata dari tegangan output dan arus beban.[Melihat

penunjukan V2 dan A1 ]. Memasukkan data yang diperoleh ke dalam tabel

yang telah disediakan.

Dengan menggunakan osiloskop 2-saluran, mengamati dan

menggambarkan bentuk gelombang dari tegangan beban dan arus beban.

Catatan : harus menjaga dalam penggunaan probe agar terminal (+) tidak

terhubung singkat dengan terminal (-).



Mencatat harga efektif ( rms ) dari tegangan output dan arus beban.

[Melihat penunjukan V2 dan A1 ]. Memasukkan data yang diperoleh ke

dalam tabel yang telah disediakan.

Membuka saklar S dan melakukan langkah seperti No.4 samapi No.6

diatas.

Menutup saklar S dan melakukan langkah seperti No.4 sampai No.6

diatas.

Mengulang langkah No.4 sampai No.8 diatas untuk tegangan output

regulator (Vs) sebesar 12 V.

Meminimumkan kembali tegangan output regulator dan membuaka saklar

S. dan percobaan selesai.

8.5.2 Penyearah Satu-Fasa Jembatan

Membuat rangkaian seperti pada gambar 8.6 (c) dimana beban yang

digunakan adlah tahanan geser 10 Ω dan induktor 36 mH. [ Rm adalah

adapter tahanan rendah untuk melihat bentuk gelombang arus. Jika tidak

ada, menggunakan tahanan geser untuk mendapatkan nilai reistansi 1 Ω].

Dalam keadaan regulator AC satu-fasa minimum, saklar S dimasukkan

Menaikkan tegangan output regulator (Vs) sehingga mencapai 7 V.

Mencatat harga rata-rata dari tegangan output dan arus beban.[Melihat

penunjukan V2 dan A1 ]. memasukkan data yang diperoleh ke dalam tabel

yang telah disediakan.

Dengan menggunakan osiloskop 2-saluran, mengamati dan

menggambarkan bentuk gelombang dari tegangan beban dan arus beban.

Catatan : harus menjaga dalam penggunaan probe agar terminal (+) tidak

terhubung singkat dengan terminal (-).

Mencatat harga efektif ( rms ) dari tegangan output dan arus beban.

[Melihat penunjukan V2 dan A1 ]. memasukkan data yang dipeoleh ke

dalam tabel yang telah disediakan.

Membuka saklar S dan melakukan langkah seperti No.4 samapi No.6

diatas.



Mengulang langkah No.4 sampai No.7 diatas untuk tegangan output

regulator AC satu-fasa sebesar 9 V.

Membuka saklar S dan percobaan selesai.

8.6 Hasil Percobaan

8.6.1 Tabel hasil percobaan

Tabel 8.1. Hasil percobaan pada penyearah satu-fasa setengah gelombang tanpa dioda freewheeling dan tanpa filter.

Vs Vdc Idc Vrms Irms

(V) (V) (A) (V) (A)

8 3,0 0,54 6,8 0,68

12 4,5 0,42 10,6 1,04

Tabel 8.2. Hasil percobaan pada penyearah satu-fasa setengah gelombang dengan filter.

Tabel 8.3. Hasil percobaan pada penyearah satu-fasa jembatan tanpa filter dan dengan filter.

Vs

(V)

Tanpa filter Dengan filter

Vdc Idc Vrms Irms Vdc Idc Vrms Irms

(V) (A) (V) (A) (V) (A) (V) (A)

7 4,50 0,39 10,8 0,78 2,50 0,22 5,50 0,39

9 6,10 0,52 14,3 1,02 3,40 0,30 7,80 0,54

Ket :

Dengan menggunakan 2 tahanan geser yaitu R = 10 Ω 2% P = 4 W dan Rm = 1 Ω 2% P = 4 W, Induktor dengan N = 1000 ,R ≈ 9,5 Ω , I max= 1,25 A , L ≈ 36 mH.


Vs

(V)

Tanpa dioda freewheeling Dengan dioda freewheeling

Vdc Idc Vrms Irms Vdc Idc Vrms Irms

(V) (A) (V) (A) (V) (A) (V) (A)8 1,4 0,14 3,1 0,32 1,4 0,15 3,3 0,35

12 2,1 0,21 5,0 0,50 2,3 0,22 5,3 0,53


8.6.2 Gambar hasil percobaan

Gambar 8.7 Bentuk-bentuk gelombang tegangan beban pada penyearah satu-fasa setengah gelombang untuk Vs = 8 Volt, pada kondisi tanpa filter dan tanpa diode freewheeling (Fx = 5 ms/div, Fy = 5 V/div).

Gambar 8.8 Bentuk-bentuk gelombang arus beban pada penyearah satu-fasa setengah gelombang untuk Vs = 8 Volt, pada kondisi tanpa filter dan tanpa diode freewheeling (Fx = 5 ms/div, Fy = 500 mV/div).



Gambar 8.9 Bentuk-bentuk gelombang tegangan beban pada penyearah satu-fasa setengah gelombang untuk VS = 8 Volt, pada kondisi dengan filter dan tanpa diode freewheeling ( Fx = 5 ms/div , Fy = 2 V/div).

Gambar 8.10 Bentuk-bentuk gelombang arus beban pada penyearah satu-fasa setengah gelombang untuk VS = 8 Volt, pada kondisi dengan filter dan tanpa diode freewheeling (Fx = 5 ms/div, Fy = 200 mV/div).



Gambar 8.11 Bentuk-bentuk gelombang tegangan beban pada penyearah satu-fasa setengah gelombang untuk VS = 8 Volt. pada kondisi dengan filter dan dengan dioda freewheeling (Fx = 5 ms/div, Fy = 2 V/div).

Gambar 8.12 Bentuk-bentuk gelombang arus beban pada penyearah satu-fasa setengah gelombang untuk VS = 8 Volt. pada kondisi dengan filter dan dengan dioda freewheeling (Fx = 5 ms/div, Fy = 200 mV/div).



Gambar 8.13 Bentuk-bentuk gelombang tegangan beban pada penyearah satu-fasa jembatan untuk Vs = 7 Volt pada kondisi tanpa filter (Fx = 5 ms/div, Fy = 5 V/div).

Gambar 8.14 Bentuk-bentuk gelombang arus beban pada penyearah satu-fasa jembatan untuk Vs = 7 Volt pada kondisi tanpa filter (Fx = 5 ms/div, Fy = 500 mV/div).



Gambar 8.15 Bentuk-bentuk gelombang tegangan beban pada penyearah satu-fasa jembatan untuk VS = 7 Volt pada kondisi dengan filter (Fx = 5 ms/div, Fy = 2 V/div, melayang 0,4 div)

Gambar 8.16 Bentuk-bentuk gelombang arus beban pada penyearah satu-fasa jembatan untuk VS = 7 Volt pada kondisi dengan filter (Fx = 5 ms/div, Fy = 200 mV/div, melayang 0,4 div).



8.7 Analisa Hasil Percobaan

8.7.1 Perhitungan faktor ripel (RF) penyearah satu-fasa setengah gelombang dengan mengambil data ke-1.

a. Tanpa filter dan tanpa dioda Freewheeling untuk arus dan tegangan.

* RF untuk arus * RF untuk tegangan

RF=√((I rms

I dc

)2

−1¿)¿ RF=√¿¿

RF=√¿¿ RF=√¿¿

RF=0,76 RF=2,03

Hasil selengkapnya dapat dilihat pada tabel 8.4 di bawah ini :

Tabel 8.4 Hasil analisa data pada penyearah satu-fasa setengah gelombang tanpa dioda freewheeling dan tanpa filter.

Vs(V)

RF (arus) RF (tegangan)

8 0,76 2,03

12 2,26 2,13

b. Dengan filter; dengan dioda dan tanpa dioda Freewheeling.

Dengan dioda Freewheeling untuk arus dan tegangan;


RF=√¿¿ RF=√¿¿

RF=√¿¿ RF=√¿¿

RF=2,108 RF=2,13

Tanpa dioda Freewheeling untuk arus dan tegangan;




RF=√¿¿ RF=√¿¿

RF=√¿¿ RF=√¿¿

RF=2,05 RF=1,97


Tabel 8.5 Hasil analisa data pada penyearah satu-fasa setengah gelombang dengan filter ; dengan dioda dan tanpa dioda freewheeling.

8.7.2 Perhitungan Faktor Ripel (RF) pada kondisi dengan filter dan diode freewheeling dengan menggunakan gambar bentuk gelombang dari percobaan penyearah satu-fasa setengah gelombang:

Dari gambar 8.12 :

I max. Rm = 2,4 div . Fy

= 2,4 div . 0,2 Volt/div

= 0,48 V

I max = 0,48Rm

= 0,48

1 = 0,48 A

Dari gambar 8.7 :

V m = 2 div . Fy

= 2 div . 5 V/div

= 10 Volt

Tahanan totalnya :

Rtotal = R + Rm + RL

= 10 + 1 + 9,5

= 20,5 Ω


Vs (V)Tanpa dioda freewheeling Dengan dioda freewheeling

RF (arus)RF

(tegangan)RF (arus)

RF (tegangan)

8 2,05 1,97 2,108 2,13

12 2,16 2,16 2,19 2,07


Berdasarkan Bab 6 pada diktat persamaan ( 6-1 ) dimana :

I max = I max . sin γ

R total

sin γ = I max . Rtotal

V m

γ = 180 - sin−1 ( I max .R total

V m)

= 180 - sin−1 ( 0,48 . 20,510 )

= 100,2630959° → disimpan di M.

Dari persamaan (6-6) pada diktat persaman Cos (γ−∅ ) dapat dicari:

(1−e−π / tan∅ ) Cos (γ−∅ ) - cos∅ . e−γ / tan∅ = 0

Maka;

Untuk γ dalam radian (rad) persamaannya :

Cos (γ−∅ ) = cos∅ . e−γ / tan∅

1−e−π / tan∅

Untuk γ dalam derajat (°) persamaanya:

Cos (γ−∅ ) = cos∅ . e−γπ /180 tan∅

1−e−π / tan∅

Karena nilai γ dalam derajat maka menggunakan persamaan:

Cos (γ−∅ ) = cos∅ . e−γπ /180 tan∅

1−e−π / tan∅

Dimana ;

Cos (γ−∅ ) → sebagai ruas kiri

cos∅ . e−γπ /180 tan∅

1−e−π / tan∅ → sebagai ruas kanan

Untuk mendapatkan ∅ dapat dihitung dengan menggunakan “semi trial

and error”

Tabel 8.6 Nilai ∅ dengan menggunakan “semi trial and error” pada penyearah satu-fasa setengah gelombang



Iterasi

ke-

∅

[ ° ]↓

A

Ruas kiri Ruas kananSelisih relative (mismatches)

Cos (γ−∅ )

↓

B

cos∅ . e−γπ /180 tan∅

1−e−π

tan∅

↓

C

|1−ruas kananruaskiri |

↓

D

1. 15 0,082580423 1,408183434 x 10−3 0,982947733

2. 10,34377889 1,408183434 x 10−3 6,74629806 x 10−5 0,952092192

3. 10,26696124 6,74629806 x 10−5 6,270942646 x 10−5 0,070461667

4. 10,26668888 6,270942646 x 10−5 6,269306173 x 10−5 2,60968368 x 10−4

5. 10,26668795 6,269306173 x 10−5 6,26930054 x 10−5 8,86226 x 10−7

6. 10,26668794 6,26930054 x 10−5 6,269300521 x 10−5 1,58 x 10−9

Jadi :

∅ = 10,26668794

RF = √ π2 cos2∅4


2(1−e−π / tan∅)−1

= 1,182274329

8.7.3 Perhitungan faktor ripel (RF) penyearah satu-fasa jembatan dengan

mengambil data ke-1.

a. Dengan filter untuk arus dan tegangan;


RF=√¿¿) RF=√¿¿

RF=√¿¿ RF=√¿¿

RF=1,46 RF=1,95

b. Tanpa filter untuk arus dan tegangan;




RF=√¿¿ RF=√¿¿

RF=√¿¿ RF=√¿¿

RF=1,73 RF=2,18


Tabel 8.7 Hasil analisa data pada penyearah satu-fasa jembatan dengan filter dan tanpa filter.

Vs(V)

Tanpa filter Dengan filter

RF (arus)RF

(tegangan)RF (arus)

RF (tegangan)

7 1,73 2,18 1,46 1,95

9 2,16 2,16 2,19 2,07

8.7.4 Perhitungan Faktor Ripel (RF) pada kondisi dengan filter dengan menggunakan gambar bentuk gelombang dari percobaan penyearah satu-fasa jembatan:

Dari gambar 8.15 :

I max.(R + Rm ¿ = 1,9 div . 2 V/div

= 3,8 V

I max = 0,36

(R¿¿ m+R)¿ = 3,811

= 0,345454545 A

Dari gambar 8.13 :

V m = 1,6 div . Fy

= 1,6 div . 5 V/div

= 8 Volt



Tahanan totalnya :

Rtotal = R + Rm + RL

= 10 + 1 + 9,5

= 20,5 Ω

Berdasarkan Bab 6 pada diktat persamaan ( 6-14 ) dimana :

I max = I max . sin γ

R total

sin γ = I max . Rtotal

V m

γ = 180 - sin−1 ( I max .R total

V m)

= 180 - sin−1 ( 0,345454545 . 20,58 )

= 117,7204975° → disimpan di M.

Dari persamaan (6-19) pada diktat persaman Cos (γ−∅ ) dapat dicari:

(1−e−π / tan∅ ) Cos (γ−∅ ) - 2 cos∅ .e− γ / tan∅ = 0

Maka;

Untuk γ dalam radian (rad) persamaannya :

Cos (γ−∅ ) = 2cos∅ . e−γ / tan∅

1−e−π /tan∅

Untuk γ dalam derajat (°) persamaanya:

Cos (γ−∅ ) = 2cos∅ . e−γπ /180tan∅

1−e−π /tan∅

Karena nilai γ dalam derajat maka menggunakan persamaan:

Cos (γ−∅ ) = 2cos∅ . e−γπ /180tan∅

1−e−π /tan∅

Dimana ;

Cos (γ−∅ ) → sebagai ruas kiri

2cos∅ . e−γπ /180tan∅

1−e−π /tan∅ → sebagai ruas kanan



Untuk mendapatkan ∅ dapat dihitung dengan menggunakan “semi trial

and error”

Tabel 8.8 Nilai ∅ dengan menggunakan “semi trial and error” pada penyearah satu-fasa jembatan

Iterasi

ke-

∅

[ ° ]↓

A

Ruas kiri Ruas kananSelisih relative (mismatches)

Cos (γ−∅ )

↓

B

2cos∅ . e−γπ /180tan∅

1−e−πtan∅

↓

C

|1− ruaskiriruas kanan|

↓

D

1. 30 0,03977433 0,049536752 0,197074333

2. 30,5590638 0,049536752 0,053332496 0,071171316

3. 30,77767487 0,053332496 0,054846467 0,027603797

4. 30,86454619 0,054846467 0,05545624 0,010995567

5. 30,89953685 0,05545624 0,055702783 4,426054131 x 10−3

6. 30,91368462 0,055702783 0,05580262 1,789110848 x 10−3

7. 30,91941378 0,05580262 0,055843074 7,2442329 x 10−4

8. 30,92173524 0,055843074 0,05585947 2,93524748 x 10−4

9. 30,92267614 0,05585947 0,055866116 1,18964506 x 10−4

10. 30,92305753 0,055866116 0,05586881 4,8221313 x 10−5

11. 30,92321213 0,05586881 0,055869903 1,9547004 x 10−5

12. 30,9232748 0,055869903 0,055870345 7,923737 x 10−6

13. 30,9233002 0,055870345 0,055870525 3,212053 x 10−6

14. 30,9233105 0,055870525 0,055870597 1,302075 x 10−6

15. 30,92331468 0,055870597 0,055870627 5,2781 x 10−7

16. 30,92331637 0,055870627 0,055870639 2,13962 x 10−7

17. 30,92331705 0,055870639 0,055870644 8,6743 x 10−8

18. 30,92331733 0,055870644 0,055870646 3,5156 x 10−8



Lanjutan Tabel 8.8

19. 30,92331745 0,055870646 0,055870647 1,4247 x 10−8

20. 30,92331749 0,055870647 0,055870647 5,772 x 10−9

Jadi :

∅ = 30,92331749

RF = √ π2 cos2∅8


2(1−e−π / tan∅)−1

= 0,304487198

8.7.5 Perbandingan antara hasil percobaan dengan hasil perhitungan menurut teori.

RF pada hasil percobaan dan Hasil perhitungan menurut teori,terlihat

adanya perbedaan yang mencolok. RF pada perhitungan menurut teori

lebih kecil dibandingkan RF pada hasil percobaan. Kita dapat melihat RF

pada hasil percobaan, nilai RF-nya langsung dihitung dengan memasukkan

nilai tegangan dari data percobaan (dari alat ukur yang digunakan tanpa

ada unsur lain). Berbeda dengan nilai RF pada hasil perhitungan menurut

teori, ada unsur lain yang mempengaruhi perhitungan RF, yaitu frekuensi

(f), sudut θ, dsb.

8.7.5.1 Menghitung Faktor Ripel (RF) secara teori

8.7.5.1.1 Untuk tegangan dan arus pada penyearah satu-fasa setengah

gelombang tanpa dioda freewheeling maupun filter dapat di lihat

nilai RF-nya pada teori dasar pada persamaan (8-3) halaman (8-

4).


gelombang dengan filter tanpa dioda freewheeling dimana nilai

RF-nya tidak tersedia.




gelombang dengan filter maupun dioda freewheeling dimana nilai

RF-nya dapat diketahui :

Rtot = R +Rm + RL = 10 + 1 + 9,5 = 20,5 Ω

L = 36 mH L = 0,036 H

f = 50 Hz

∅=tan−1( 2πf . LRtot

)∅=28,88527198

Jadi φ adalah : 28,88527198

RF =√ π2 cos2 φ4

+π sin3φ cos φ (1 + e−π /tan φ)

2 ( 1 − e−π /tan ϕ)−1

Jadi, RF=1,023583793

8.7.5.1.4 Untuk tegangan dan arus pada Penyearah satu-fasa setengah

gelombang berdasarkan bentuk gelombang pada kondisi dengan

filter dan dioda freewheeling dimana nilai RF-nya dapat dilihat

pada 8.7.5.1.3

8.7.5.1.5 Untuk tegangan dan arus pada penyearah satu-fasa jembatan

tanpa filter dimana nilai RF-nya dapat di liahat pada teori dasar

pada persamaan (8-8) halaman (8-7).

8.7.5.1.6 Untuk tegangan dan arus pada penyearah satu-fasa jembatan

dengan filter dimana nilai RF-nya dapat diketahui :

Rtot = R +Rm + RL = 10 + 1 + 9,5 = 20,5 Ω

L = 36 mH L = 0,036 H

f = 50 Hz



∅=tan−1( 2πf . LRtot

)∅=28,88527198

Jadi φ adalah : 28,88527198

RF =√ π2 cos2 φ8

+π sin3φ cos φ (1 + e−π /tan φ)

2 ( 1 − e−π /tan ϕ)−1

Jadi, RF=0,319218299

8.7.5.1.7 Untuk tegangan dan arus pada Penyearah satu-fasa jembatan

berdasarkan bentuk gelombang pada kondisi dengan filter dan

dioda freewheeling dimana nilai RF-nya dapat di lihat pada

8.7.5.1.6.

8.7.5.2 Perbandingan antara nilai RF praktek dengan RF teori

Tabel 8.9 Perbandingan RF antara praktek dan teori untuk tegangan dan arus pada penyearah satu-fasa setengah gelombang tanpa dioda freewheeling dan tanpa filter.

Vs (V)RF(arus) RF(tegangan)

Teori Praktek Error (%) Teori Praktek Error (%)

81,211

2,03 67,631,211

0,76 37,24

12 2,13 75,8 2,26 86,62

Tabel 8.10 Perbandingan RF antara praktek dan teori untuk tegangan dan arus pada penyearah satu-fasa setengah gelombang dengan filter tanpa dioda freewheeling.


Teori Praktek Teori Praktek

8Tidak tersedia

2,05Tidak tersedia

1,97

12 2,16 2,16



Tabel 8.11 Perbandingan RF antara praktek dan teori untuk tegangan dan arus pada penyearah satu-fasa setengah gelombang dengan filter maupun dioda freewheeling.



81,023583793

2,1081,023583793

2,13

12 2,19 2,07

Tabel 8.12 Perbandingan RF antara praktek dan teori dari Penyearah satu-fasa setengah gelombang berdasarkan bentuk gelombang pada kondisi dengan filter dan dioda freewheeling

Vs (V)RF (faktor ripel)

Teori Praktek

8 1,023583793 1,182274329

12 1,023583793

Tabel 8.13 Perbandingan RF antara praktek dan teori untuk tegangan dan arus pada penyearah satu-fasa jembatan tanpa filter.



70,483

1,731,211

2,18

9 2,16 2,16

Tabel 8.14 Perbandingan RF antara praktek dan teori untuk tegangan dan arus pada penyearah satu-fasa jembatan dengan filter.



70,483

1,461,211

1,95

9 2,19 2,07



Tabel 8.15 Perbandingan RF antara praktek dan teori dari Penyearah satu-fasa jembatan berdasarkan bentuk gelombang pada kondisi dengan filter dan dioda freewheeling.

Vs (V)RF (faktor ripel)

Teori Praktek

7 0,319218299 0,304487198

9 0,319218299



8.8 Kesimpulan

Dari hasil percobaan dan analisa yang dilakukan, maka dapat disimpulkan bahwa;a. Dari hasil analisa data, dapat disimpulkan bahwa dengan penggunaan

filter dengan dioda Freewheeling, dimana besar faktor ripel (RF) yang

dihasilkan akan lebih kecil daripada penggunaan filter tanpa dioda

Freewheeling.

b. Dari hasil percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa dengan

menggunakan filter-L pada penyearah satu fasa setengah gelombang

maka akan menghasilkan gelombang arus yang lebih luas.

c. Pada penyearah satu fasa setengah gelombang tanpa filter dan tanpa

dioda Freewheeling untuk Vs = 8 Volt,besar faktor rifel (RF) untuk arus =

0,76 dan untuk tegangan = 2,03

d. Pada penyearah satu-fasa jembatan maka akan menghasilkan bentuk

gelombang yang melayang dari garis div.

e. Dari hasil analisa data untuk penyearah satu-fasa jembatan tanpa filter

maupun dengan filter diperoleh nilai RF (tegangan) lebih besar dibanding

RF (Arus).

f. Kekurangan dari filter-L dapat menyebabkan sudut fasa dari arus beban

terlambat dari tegangan, sehingga tegangan total akan mempunyai faktor

ripel yang lebih besar.

DAFTAR PUSTAKA



Politeknik Negeri Ujung Pandang.2009.Jobsheet“Praktikum Elektronika Daya”.

Penuntun Praktikum Elektronika Daya. Makassar: (tidakditerbitkan)


filter induktor

Documents