TUJUAN 1. Mengetahui prinsip penyearah setengah gelombang tanpa menggunakan kapasitor 2. Mengetahui prinsip penyearah setengah gelombang menggunakan kapasitor. ALAT DAN BAHAN 1. Dioda 1N4007 1 buah 2. Resistor 10k 1 buah 3. Kapasitor: a. 0.47 µf 1 buah b. 4.7 µf 1 buah c. 100 µf 1 buah 4. Volt meter 1 buah 5. Osiloskop 1 buah TEORI DASAR Penyearah setengah gelombang merupakan rangkaian penyearah yang paling sederhana, yaitu yang terdiri dari satu dioda. Gambar 1.1 menunjukkan rangkaian penyearah setengah gelombang. Rangkaian penyearah setengah gelombang memperoleh masukan dari sekunder trafo yang berupa tegangan berbentuk sinus, vi = Vm Sin wt (gambar 1 (b)). Vm merupakan tegangan puncak atau tegangan maksimum. Harga Vm ini hanya bisa diukur dengan CRO, sedangkan harga yang tercantum pada sekunder trafo merupakan tegangan efektif yang dapat diukur dengan menggunakan volt meter. Hubungan antara tegangan puncak Vm dengan tegangan efektif (Veff) atau tegangan rms. Prinsip kerja penyearah setengah gelombang adalah bahwa pada saat sinyal input berupa siklus positip maka dioda mendapat bias maju sehingga arus (i) mengalir ke beban (RL), dan sebaliknya bila sinyal input berupa siklus negatip maka dioda mendapat bias mundur sehingga tidak mengalir arus. Bentuk gelombang tegangan input (vi) ditunjukkan pada (b) dan arus beban (i) pada (c) dari gambar 1. Resistansi dioda pada saat ON (mendapat bias maju) adalah Rf, yang umumnya nilainya lebih kecil dari RL. Pada saat dioda OFF (mendapat bias mundur) resistansinya besar sekali atau dalam pembahasan ini dianggap tidak terhigga, sehingga arus dioda tidak mengalir atau i = 0. Praktikum ELKOM 1 Page 1
Arus yang mengalir ke beban (i) terlihat pada gambar (c) bentuknya arus searah (satu arah) yang harga rataratanya tidak sama dengan nol seperti pada arus bolak-balik. Dalam perencanaan rangkaian penyearah, hal penting untuk diketahui adalah harga tegangan maksimum yang diijinkan terhadap dioda. Tegangan maksimum ini sering disebut PIV (peaknverse voltage) atau tegangan puncak balik. Hal ini karena pada saat diode mendapat bias mundur (balik) maka tidak arus yang mengalir dan semua tegangan dari sekunder trafo berada pada dioda PERCOBAAN DAN ANALISIS DATA A. Langkah-langkah percobaan 1. Rangkaian sirkuit seperti pada gambar rangkaian tanpa menggunakan kapasitor. 2. Atur tegangan V1 sampai 20V dan ukurlah V1 dan V2 menggunakan voltmeter. 3. Ukurlah tegangan ripple menggunakan osiloskop. 4. Tulis hasilnya pada tabel 1 Gambar 1.1 Rangkaian penyearah setengah gelombang Praktikum ELKOM 1 Page 2
Gambar 1.2 Proses pemasangan rangkaian percobaan menggunakan Bread Board B. Rangkaian pennyearah stengah gelombang menggunakan kapasitor 1. Rangkaian sirkuit seperti pada gambar rangkaian menggunakan kapasitor. 2. Atur tegangan V1 sampai 20 V dan ukurlah V1 dan V2 menggunakan voltmeter dengan nilai kapasitor yang bervariasi (0.47 µf, 4.7 µf, 100 µf). 3. Ukurlah tegangan ripple menggunakan osiloskop. 4. Tulis hasilnya pada tabel 2 C. Hasil Percobaan 1. Hasil Percobaan Berdasarkan Praktikum Tabel 1 Alat V1 (Volt) V2 (Volt) Voltmeter 7.04 7.86 Osiloskop 7.07 7.07 Catatan: Untuk perhitungannya, terdapat di bagian analisis data Praktikum ELKOM 1 Page 3
Gambar 1.3 Rangkaian dan bentuk Sinyal yang dihasilkan pada pengukuran V1 Gambar 1.4 Rangkain dan bentuk Sinyal yang dihasilkan pada pengukuran V1 Tabel 2 C (µf) V2 (Volt) Vripple (Vpp) F (Hz) 0.47 0.3535 1 0.909 4.7 0.38885 1.1 0.909 100 0.00707 0.02 1 KHz Catatan: Untuk perhitungannya, terdapat di bagian analisis data Praktikum ELKOM 1 Page 4
Gambar 1.5 Rangkain dan bentuk Sinyal yang dihasilkan pada pengukuran 0.47 µf Gambar 1.6 Rangkain dan bentuk Sinyal yang dihasilkan pada pengukuran 4.7 µf Gambar 1.7 Rangkain dan bentuk Sinyal yang dihasilkan pada pengukuran 100 µf Praktikum ELKOM 1 Page 5
2. Hasil Percobaan Berdasarkan Simulasi Perangkat Lunak Tabel 1 V 1 (volt) V 2 (volt) Voltmeter 34,46 x 12,09 Osiloskop 9,9 10,95 Catatan: Untuk perhitungannya, terdapat di bagian analisis data Gambar 1.8 Rangkaian dan bentuk Sinyal yang dihasilkan pada pengukuran V1 Gambar 1.9 Rangkain dan bentuk Sinyal yang dihasilkan pada pengukuran V1 Praktikum ELKOM 1 Page 6
Tabel 2 C (uf) Alat V 2 (Volt) Vripple (Vpp) F (khz) 0,47 Voltmeter 34,46 Osiloskop 12,72 36 1 4,7 Voltemeter 34,44 Osiloskop 12,01 34 1 100 Voltemeter 34,46 Osiloskop 11,31 32 0,01 Catatan: Untuk perhitungannya, terdapat di bagian analisis data Gambar 1.5 Rangkain dan bentuk Sinyal yang dihasilkan pada pengukuran 0.47 µf Gambar 1.6 Rangkain dan bentuk Sinyal yang dihasilkan pada pengukuran 4.7 µf Praktikum ELKOM 1 Page 7
Gambar 1.7 Rangkain dan bentuk Sinyal yang dihasilkan pada pengukuran 100 µf D. Analisis Data 1. Rangkaian penyearah setengah gelombang berdasarkan praktikum 2. Rangkaian penyearah setengah gelombang menggunakan kapasitor berdasarkan praktikum a) Kapasitor 0.47 µf ( ) Praktikum ELKOM 1 Page 8
b) Kapasitor 4.7 µf ( ) c) Kapasitor 0.47 µf ( ) 3. Grafik perbandingan untuk tabel 2 hasil praktikum menggunakan perangkat lunak simulasi Praktikum ELKOM 1 Page 9
Perbandingan nilai V 2 terhadap nilai kapasitor V 2 (V) 50 12.72 45 12.01 40 osiloskop 35 34.46 34.44 34.46 0.007 30 voltmeter 25 20 15 C (µf) 10 5 0 0,47 µf 4,7 µf 100 µf Grafik 1.1 37 Vpp Perbandingan nilai Vpp terhadap nilai kapasitor 36 36 35 34 33 32 34 C (µf) 32 Pengukur an Osiloskop 31 30 0,47 µf 4,7 µf 100 µf Grafik 1.2 Praktikum ELKOM 1 Page 10
F (khz) Perbandingan niali Frekuensi terhadap nilai kapasitor (simulasi) 1.2 1 0.8 1 1 Pengukuran Osiloskop 0.6 0.4 C (µf) 0.2 0 0.01 0,47 µf 4,7 µf 100 µf Grafik 1.3 4. Grafik perbandingan untuk tabel 2 hasil praktikum menggunakan perangkat lunak simulasi V 2 (V) Perbandingan nilai V 2 terhadap nilai kapasitor 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.38 0.35 0.37 0.31 C (µf) 0.007 0.02 0,47 µf 4,7 µf 100 µf osiloskop voltmeter Grafik 1.4 Praktikum ELKOM 1 Page 11
Vpp Perbandingan nilai Vpp terhadap nilai kapasitor 1.2 1 1 1.1 Pengukuran Osiloskop 0.8 0.6 0.4 C (µf) 0.2 0 0.02 0,47 µf 4,7 µf 100 µf Grafik 1.5 Perbandingan niali Frekuensi terhadap nilai F (khz) kapasitor 1.02 1 0.98 0.96 0.94 0.92 0.9 0.88 0.86 0.84 0.9 0.9 1 C (µf) Pengukuran Osiloskop 0,47 µf 4,7 µf 100 µf Grafik 1.6 E. Analisis Pertanyaan 1. Bagaimanakah menghitung nilai yang ditunjukan oleh voltmeter jika nilai yang ada adalah hasil pengukuran osiloskop? Dengan cara mengubah terlebih dahulu Vpp kedalam Vmaks yaitu dengan persamaan sebagai berikut: Vpp = 2 Vmaks. Kemudian dirubah kedalam Vrms dengan persamaan sebagai berikut: Vrms = Vmaks x 0.707. 2. Apakah tegangan DC yang dihasilkan bergantung hasil kapasitor? Ya, bergantung dengan nilai kapasitor. Semakin nilai kapasitor besar maka semakin baik pula tegangan DC yang dihasilkan. 3. Apa hubungan antara tegangan ripple dengan kapasitor? Praktikum ELKOM 1 Page 12
Jika kapasitor lebih besar maka tegangan ripple lebih kecil dan sebaliknya. 4. Mengapa frekuensi ripple 50 Hz? Karena pengaturan infut dari frekuensi generator sebesar 1 KHz KESIMPULAN Pada kegiatan praktikum satu dapat disimpulkan bahwa komponen dioda adalah komponen yang dapat menyearahkan tegangan AC kedalam tegangan DC. Tetapi masih menghasilkan setengah gelombang, artinya masih belum sempurna dikarenakan jumlah dioda yang dipakai masih berjumlah satu. Kemudian komponen kapasitor berfungsi sebagai penyaring dari tegangan ripple yang masih tinggi. Sehingga semakin nilai kapasitor besar maka tegangan ripple akan semakain kecil. REFERENSI Admin. (2013, Mei 1). Penyearah Setengah Gelombang, Gelombang Penuh, Bridge. Retrieved September 22, 2014, from Elektronika11c: http://elektronika11c.blogspot.com/2013/05/penyearah-setengah-gelombanggelombang.html Praktikum ELKOM 1 Page 13