LABORATORIUM KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI JAKARTA JOB SHEET PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA

Transkripsi

1 1. TUJUAN 1. Mahasiswa dapat menggunakan dioda pada rangkaian penyearah 2. Mahasiswa dapat mengukur nilai rata-rata dan rms arus tegangan 3. Mahasiswa dapat menghitung efisiensi dari rangkaian penyearah 4. Mahasiswa dapat menggambarkan bentuk gelombang output dari penyearah 2. DASAR TEORI Pada rangkaian penyearah tidak terkendali, komponen aktif yang digunakan adalah dioda. Oleh karena itu tegangan output penyearah hanya ditentukan oleh amplitudo tegangan sumber ac-nya. Penyearah setengah gelombang tidak terkendali, hanya menggunakan sebuah dioda sebagai penyearahnya. Oleh karena itu untuk setiap perioda dari gelombang tegangan ac hanya ada waktu setengah perioda dimana dioda akan konduksi, yaitu saat tegangan anodanya lebih positif dari katoda. Pada gambar 1.1 diperlihatkan rangkaian penyearah ½ gelombang satu fasa tak terkendali dan bentuk gelombang dari teganagn serta arus yang dihasilkan. Pada beban resistif ( gambar 1.1b ), dioda akan konduksi pada setengah perioda positifnya saja, sehingga bentuk gelombang dari tegangan serta arusnya sama. Pada beban induktif ( gambar 1.1c ) arus tidak akan berubah secara tibatiba. Hal ini disebabkan oleh sifat beban induktif itu sendiri. Pada saat dioda konduksi, arus beban akan naik. Pada saat tegangan mulai negatif, arus beban tidak akan langsung nol, sehingga dioda akan terus konduksi sampai arus beban turun menjadi nol, yaitu saat energi induktif yang tersimpan pada beban telah habis. Pada gambar 1.1c, terlihat bahwa dioda akan konduksi untuk waktu yang melebihi setengah perioda. Untuk mengatasi efek dari beban induktif (tegangan negaatif pada beban), sebuag dioda freewheel (Dm) dapat ditambahkan pada rangkaian (gambar 1.2). Dengan dioda freewheel harga dapat dibuat minimum, sehingga harga maksimum dari Vdc dapat tercapai. 1

2 I L V D Vs Load V L ( a ) VS 0 Angle ( time ) 0 = t 0 VL Vmean Vmean IL VD 0 (b) (c) Gambar 1. Penyearah ½ gelombang tidak terkendali 2

3 Keterangan gambar : a) Rangkaian b) Bentuk gelombang pada beban resistif c) Bentuk gelombang pada beban induktif Load Gambar 2. Penyearah 1 fasa ½ gelombang tidak terkendali yang dilengkapi dengan dioda freewheel. Parameter-parameter dari penyearah berguna untuk menganalisa kualitas dari outputnya, pada umumnya meliputi : 1. Harga rata-rata dari tegangan output, Vdc =, dimana f(t) = Vm sin t Vdc = 2. Harga rata-rata dari arus output, Idc 3. Daya output DC, Pdc = Vdc. Idc 4. Harga rms dari tegangan output, Vrms Vrms = dimana f(t) = Vm sin t 5. Harga rms dari arus output, Irms 6. Daya output AC. Pac = Vrms. Irms Vrms = 3

4 7. Efisiensi, = 8. Tegangan output dari suatu penyearah pada prinsipnya terdiri dari dua komponen, yaitu komponen dc dan ac atau ripple. Harga efektif dari komponen ac (ripple) ini adalah : Vac = Ripple Factor ( RF ) adalah : Rf = atau Dimana : FF ( Form Factor ) = Form Factor menunjukkan factor bentuk dari gelombang output. 3. DAFTAR PERALATAN No Nama Jumlah 1 Trafo tegangan 5A 1 buah 2 Dioda 1N buah 3 Resistor 10 / 5W (Rm) dan 10 k (beban) 1 buah 4 Induktor ( Trafo 2A ) 1 buah 5 Multimeter 1 buah 6 Voltmeter 1 buah 7 Amperemeter 1 buah 4

5 8 Osciloscope 1 buah 9 Trafo Isolasi 1 buah 10 Protoboard 1 buah 11 Kabel penghubung Secukupnya 12 Saklar 1 buah 4. LANGKAH KERJA 1. Buat rangkaian seperti gambar 1.3 ( beban R ) 2. Ukur tegangan dan arus input ( output trafo ) dan tegangan dan arus beban dengan volt dan amperemeter. 3. Amati dengan osciloscope bentuk gelombang : a. Tegangan Input ( titik a-b ) b. Tegangan Beban ( titik d-e ) c. Tegangan Dioda ( titik a-c ) d. Arus Beban ( titik c-d ) 4. Ulangi langkah di atas dengan beban induktif ( beban L ) Gambar Rangkaian 220 V 12 V a c Rm d R 0 0 b e 220 V ( a ) 12 V a c Rm d L 5 ov ov b e

6 5. TUGAS 1. Gambarkan pada kertas milimeter block : tegangan input ( output trafo ) & output ( tegangan beban ) arus output tegangan dioda 2. Hitung Vdc, Vrms, RF dan 3. Buat kesimpulan 6