penyearah dan catu daya
DESCRIPTION
elektronika dayaTRANSCRIPT
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 64
PERCOBAAN VI
PENYEARAH DAN CATUDAYA
VI.1 TUJUAN PERCOBAAN
setelah selesai melakukan praktikum dan membuat laporannya, praktikan
diharapkan memiliki kemampuan sebagai berikut :
1. Mengukur hambatan keluaran suatu transformator daya.
2. Memasang pada rangkaian agar bekerja sebagai penyearah setengah
gelombang maupun gelombang penuh.
3. Mengukur tegangan AC dan DC pada penyearah tegangan bertapis untuk
berbagai nilai beban dan menggunakan teori dasar untuk menganalisa hasil
pengukuran
4. Menggunakan dioda zener serta memasangnya didalam suatu rangkaian
catudaya untuk pengaturan tegangan serta melakukan pengukuran untuk
memperoleh kurva pembebanan.
VI.2 TEORI DASAR
1. Transformator
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 65
Transformator berfungsi untuk menaikkan dan menurunkan tegangan AC.
Dalam percobaan ini digunakan transformator untuk menurunkan tegangan sekunder.
Gambar 6.1 Skema transformator
Setiap transformator memiliki hambatan keluaran Ro, yang akan menyebabkan
turunnya tegangan sekunder dari transformator sehingga apabila dipasang beban
antara CT dan V, tegangan turun sebesar V = IL Ro, dengan IL adalah arus beban.
Makin besar arus beban yang ditarik, makin kecil tegangan keluaran. Tegangan
keluaran dalam keadaan terbebani (Vob) adalah Vob = Voo - IL Ro. Vo adalah
tegangan keluaran tanpa beban yang merupakan tegangan keluaran transformator
yang diukur dengan multimeter tanpa beban. Hal tersebut perlu kita lakukan untuk
dapat menentukan hambatan keluaran transformator, karena kita tidak dapat memilki
amperemeter yang dapat mengukur langsung arus beban.
2. Penyearah
Untuk memperoleh tegangan penyearah yang cukup konstan pada suatu harga
tertentu, kita dapat membuat penyearah tegangan dengan menggunakan dioda. Kita
dapat membuat berbagai macam rangkaian penyearah, misalnya rangkaian penyearah
gelombang penuh dan penyearah setengah gelombang . untuk memperoleh tegangan
DC yang lebih konstan kita dapat menambahkan kapasitor dalam rangkaian, sehingga
dimperoleh rangkaian penyearah dengan tapis yang berfungsi untuk meratakan
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 66
tegangan keluaran. Adanya hambatan keluaran transformator yang menyebabkan
hilangnya atau turunnya tegangan keluaran dapat dihindari dalam batas-batas arus
beban tertentu.
Untuk tujuan tersebut kita dapat memasang dioda zener dalam rangkaian kita.
Jadi kita dapat membuat penyearah gelombang dengan menggunakan dioda, kapasitor
dan dioda zener dengan berbagai macam desain. Untuk penyearah gelombang dengan
menggunakan tapis perhatikan gambar 6.3.
Gambar 6.2 Penyearah tanpa tapis
Gambar 6.3 Penyearah dengan tapis
3. Penyearah tegangan Dengan Pengaturan Zener
Tegangan keluaran dari penyearah akan mengalami penurunan tegangan jika
kita bebani. Kita dapat mencegah terjadinya hal ini sehingga kita peroleh penyearah
yang tidak akan turun tegangan keluarannya jika kita bebani dalam batas-batas
tertentu. Dengan menggunakan dioda zener maka tujuan tersebut akan dapat kita
capai. Perhatikan gambar 6.4 rangkaian penyearah dengan pengaturan zener.
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 67
Gambar 6.4 Penyearah dengan pengaturan zener
(Firdaus, 2008 : 26-28 ).
Prinsip penyearah (rectifier) yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar-
1 berikut ini. Transformator diperlukan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala
listrik pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih kecil pada
kumparan sekundernya.
Gambar 6.5 Rangkaian penyearah sederhana
Pada rangkaian ini, dioda berperan untuk hanya meneruskan tegangan positif
ke beban RL. Ini yang disebut dengan penyearah setengah gelombang (half wave).
Untuk mendapatkan penyearah gelombang penuh (full wave) diperlukan
transformator dengan center tap (CT) seperti pada gambar 6.6.
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 68
Gambar 6.6 Rangkaian penyearah gelombang penuh
Tegangan positif phasa yang pertama diteruskan oleh D1 sedangkan phasa
yang berikutnya dilewatkan melalui D2 ke beban R1 dengan CT transformator
sebagai common ground.. Dengan demikian beban R1 mendapat suplai tegangan
gelombang penuh seperti gambar di atas. Untuk beberapa aplikasi seperti misalnya
untuk men-catu motor dc yang kecil atau lampu pijar dc, bentuk tegangan seperti ini
sudah cukup memadai. Walaupun terlihat di sini tegangan ripple dari kedua
rangkaian di atas masih sangat besar
(http://www.electroniclab.com/index.php?action=html&fid=37).
Rangkaian regulator yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar 6.7.
Pada rangkaian ini, zener bekerja pada daerah breakdown, sehingga menghasilkan
tegangan output yang sama dengan tegangan zener atau Vout = Vz. Namun
rangkaian ini hanya bermanfaat jika arus beban tidak lebih dari 50mA.
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 69
Gambar 6.7 Regulator zener
Prinsip rangkaian catu daya yang seperti ini disebut shunt regulator, salah
satu ciri khasnya adalah komponen regulator yang paralel dengan beban. Ciri lain
dari shunt regulator adalah, rentan terhadap short-circuit. Perhatikan jika Vout
terhubung singkat (short-circuit) maka arusnya tetap I = Vin/R1. Disamping
regulator shunt, ada juga yang disebut dengan regulator seri,
(http://cnt121.files.wordpress.com/2007/11/catu-daya-power-supply.pdf).
Untuk tegangan AC input yang sama misalnya, penyearah b, mempunyai
tegangan searah yang lebih tinggi serta faktor ripel lebih ringan dari penyearah a,
tetapi penyearah a hanya memerlukan tiga buah dioda dibandingkan dengan
penyearah b yang memerlukan enam buah dioda. Pada penyearah c, komponen arus
searah pada sisi primer trafo penyearah, dihilangkan dengan penggunaan trafo
hubung zig-zag. Gangguan-gangguan yang bersumber pada fluksi-fluksi bocor,
pemanasan, kejenuhan inti serta regulasi tegangan yang buruk dapat dikurangi. Hal
itu penting terutama untuk pemakaian daya besa,
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 70
(http://duniaelektronika.blogspot.com/2007/09/penyearah-tiga-fasa-tak
terkendali.html).
suatu penyearah dengan pengaturan tegangan, mempunyai tegangan keluaran
yang tetap jika diberi beban arus dalam batas tertentu. Tanpa pengaturan, penurunan
tegangan keluaran oleh arus beban terjadi karena penyearah mempunyai hambatan
dalam yang terdiri dari hambatan gulungan transformator dan hambatan dalam dioda.
Pada arus beban yang besar terjadi jatuh tegangan pada hambatan dalam ini sehingga
tegangan keluaran berkurang (Sutrisno, 1986 : 113).
VI.3 ALAT DAN BAHAN
Tabel 6.1 Alat / bahan yang digunakan dalam percobaan penyearah dan catudaya.
No. Nama Alat/Bahan
Fungsi
NST JU
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7
.
8.
Transformatr
Dioda Penyearah
Kapasitor dan resistor
Dioda Zener
Papan resistor
Osiloskop
Kabel Penghubung
Kertas grafik
Untuk menuunkan tegangan pada
kumparan sekunder
Untuk menstabilkan tegangan
Sebagai hambatan atau beban
Untuk menstabilkan tegangan
Tempat merangkai komponen
rangkaian
Untuk menampilkan bentuk tegangan
keluaran dan angka tegangan keluaran
Untuk menghubungkan raangkaian
dengan catu daya
Tempat menggambar bentuk keluaran
yang tampak pada osiloskop.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 71
VI.4 PROSEDUR PERCOBAAN
1. Memasang rangkaian seperti pada gambar 6.8
Gambar 6.8 Penyearah setengah gelombang
2 Mengukur Vo dengan menggunakan osiloskop, mencatat dan menggambar
bentuk gelombang keluarannya.
3 Memasang rangkaian seperti pada gambar 6.9
Gambar 6.9 Penyearah gelombang penuh tanpa tapis
4 Membuata pengukuran untuk membuat lengkung pembebanan dengan
menggunakan osiloskop.
5 Mencatat dan mengambar bentuk-bentuk gelombang pada titik a,b dan c
terhadap ground untuk tiap pembebanan.
6 Memasang rangkaian seperti pada gambar 6.10
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 72
Gambar 6.10 Penyearah gelombang penuh dengan tapis
7 Melakukan pengukuran untuk lengkung pembebanan dan mencatat besar dan
bentuk tegangan ripple untuk tiap pengukuran.
8 Memasang rangkaian seperti pada gambar 6.11
Gambar 6.11 Penyearah dengan pengaturan zener
9 Melakukan pengukuran pada titik a,b dan c dengan menggunakan osiloskop
kemudian menggambar bentuk keluarannya.
VI.5 DATA PENGAMATAN
1) Penyearah Tanpa Tapis
a. Nilai Tegangan Keluaran Titik a
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 73
Setengah gelombang
1,2 div x 10 volt/div = 12 volt
b. Nilai Tegangan Keluaran Titik b
Setengah gelombang
1 div x 10 volt/div = 10 volt
c. Nilai Tegangan Keluaran Titik c
Setengah gelombang
0,4 div x 0,5 volt/div = 0,2 volt
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 74
2. Penyearah dengan Tapis
a. Nilai Tegangan Keluaran Titik a
1,2 div x 10 volt/div = 12 volt
b. Nilai Tegangan Keluaran Titik b
1div x 10 volt/div = 10 volt
c. Nilai Tegangan Keluaran titik c
Gelombang Penuh
0,6 div x 0,1 volt/div = 0,06 volt
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 75
3.) Penyearah Dengan Pengaturan Dioda Zener
a. Nilai Tegangan Keluaran Titik a
1 div x 10 volt/div = 10 volt
b. Nilai Tegangan Keluaran Titik b
1,2 div x 10 volt/div = 12 volt
c. Nilai Tegangan Keluaran Titik c
0,8 div x 10 volt/div = 8 volt
Gelombang Penuh
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 76
VI. 6 PEMBAHASAN
Pada percobaan ini yang berjudulkan “Penyearah dan catu daya”,
dilakukan pengamatan terhadap 4 macam rangkaian yang berbeda, yaitu rangkaian
penyearah setengah gelombang, rangkaian penyearah tanpa tipis, rangkaian
penyearah dengan tapis, dan rangkaian penyearah dioda zener. Rangkaian –
rangkaian ini masing – masing di uku tegangan masukannya dan kekurangannya
dengan menggunakan mulimeter dan osiloskop, serta bentuk gelombang pun dapat
teramati / terlihat.
Pada rangkaian penyearah setengah gelombang, digunakan tegangan
masukan sebesar 6 V, sedang tegangan keluarannya dengan menggunakan
mulitimeter di peroleh 2,25 lebih kecil dari yang diperoleh dengan menggunakan
osiloskop.
Pada rangkaian penyearah tanpa tapis, di mana digunakan tegangan
masukan yang sama yaitu 6 V, yang mempunyai titik / tempat tegangan keluaran
(a, b dan c) di peroleh tegangan keluaran untuk titik a (0,13 V), titik b (0,35 V) an
di titik c (8,57 V) lebih besar dari tengan keluaran yang diperoleh dengan
menggunakan mulimeter.
Pada rangkaian penyearah dengan tipis, yang tegangan masukannya sama
dengan rangkaian sebelumnya, yang mempunyai tiga titik tegangan keluaran,
dimana digunakan kapasitor yang bermuatan 100 F dan 100 F, a dapat
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 77
tegangan keluaran yang diperoleh dengan menggunakan mulimeter pada titik a
dan b lebih kecil jika dibandingkan dengan tegangan keluaran yang di peroleh
dengan menggunakan osiloskop, sebaliknya di titik c, tegangan keluaran yang
mulimeter lebih besar.
Dari hasil grafiknya, terlihat jelas bahwa dengan adanya c, tegangan
keluaran tak segera turun walaupun tegangan masukkan sudah turun. Hal ini
disebabkan karena kapasitor memerlukan waktu untuk mengosongkan muatannya.
Sebelum tegangan pada kapasitor turun banyak, tegangan pada kapasitor terlebih
dulu naik lagi.
Pada rangkaian penyearah dioda zener, tegangan masukannya tetap 6,0 V,
yang mempunyai tiga titik, dimana titik a terletak pada dioda, titik b pada
kapasitor, dan titik c terletak pada dioda zener. Tegangan keluaran yang diperoleh
di titik a (0,05) < titik b (6,52) > titik c (2,79). Dengan menggunakan mulimeter.
Sedang dengan menggunakan osiloskop, diperoleh tengangan keluaran di titik a >
b > c.
Dioda zener berfungsi sebagai pengatur tegangan, suatu penyearah dengan
pengaturan tegangan, mempunyai tegangan keluaran yang tetap jika diberi beban
bebas arus dalam batas tertentu. Tanpa pengaturan, penurunan tegangan keluran
oleh arus beban terjadi karena penyearah mempunyai hambatan dalam yang terdiri
dari gulungan tranfformator dan hambatan dalam dioda. Pada beban hingga
tegangan keluaran berkurang.
PENYEARAH DAN CATU DAYA January 2, 2010
LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I 78
VI.7 PENUTUP
VI.7.1 KEIMPULAN
Adapun hal-hal yang dapat disimpulkan pada percobaan ini adalah sebagai
berikut :
1. Penyearah setengah gelombang terjadi karena gelombang searah
hanya muncul pada setiap setengah panjang gelombang.
2. Adanya tapis yang menggunakan kapasitor pada penyearah
gelombang menyebabkan riak yang muncul pada keluaran semakin
kecil.
3. Riak yang muncul pada penyearah tanpa tapis sangat besar karena
tidak ada kapasitor yang berfungsi sebagai tapisnya.
4. Penyearah dengan pengaturan zener mempunyai tegangan keluaran
yang relative tetap jika diberi beban arus dalam batas tertentu.
VI.7.2 SARAN
Adapun saran yang dapat saya sampaikan yaitu tentang kebersihan
laboratorium harus tetap dijaga sehingga terjadi kenyamanan pada saat melakukan
praktikum.