LAPRAK ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI 1 - PENYEARAH GELOMBANG SETENGAH PDF

Preview

Summary

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI PENYEARAH GELOMBANG SETENGAH Nama : Hafildarani Herofianti NIM /Kelas : 4.31.18.1.07 / TE-1B Tanggal : 5 Maret 2019 PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2018/2019 Politeknik Negeri Semarang Jurusan Teknik E...

Description

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI PENYEARAH GELOMBANG SETENGAH

Nama

: Hafildarani Herofianti

NIM /Kelas

: 4.31.18.1.07 / TE-1B

Tanggal

: 5 Maret 2019

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2018/2019

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

DAFTAR ISI DAFTAR ISI.............................................................................................................................. 1 1.

Tujuan ................................................................................................................................. 2

2.

Dasar Teori ......................................................................................................................... 2

3.

Daftar peralatan dan bahan ................................................................................................. 4

4.

Langkah Kerja .................................................................................................................... 4

5.

Data Hasil Percobaan.......................................................................................................... 6

6.

Jawaban Pertanyaan Dan Tugas ....................................................................................... 11

7.

Kesimpulan ....................................................................................................................... 15

1

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

PERCOBAAN - 1 PENYEARAH GELOMBANG SETENGAH 1. Tujuan Setelah melaksanakan praktikum, menyusun rangkaian, memeriksa rangkaian dan menganalisa data diharapkan mahasiswa dapat : a. Menjelaskan cara kerja penyearah gelombang setengah, dan penyearah gelombang penuh dengan dioda jembatan. b. Membedakan penyearah gelombang setengah, penyearah gelombang penuh dan penyearah gelombang jembatan. c. Menjelaskan fungsi kapasitor filter pada penyearah. 2. Dasar Teori PENYEARAH Penggunaan dioda adalah sebagai penyearah, penyearah adalah suatu rangkaian yang berfungsi sebagai mengubah tegangan bolak balik menjadi tegangan searah. Ada 2 tipe rangkaian penyearah yaitu : a. Penyearah Gelombang Setengah Fungsinya adalah mengubah tegangan AC yang berasal dari trafo step-down atau trafo adaptor menjadi tegangan listrik arus searah (DC).

Vp

Vs

RL

Gambar 1.1 Rangkaian Penyerah Gelombang Setengah Untuk mendapatkan tegangan DC yang membaik maka tegangan keluaran rangkaian penyearah ditambahkan filter kapasitor dengan adanya yang pararel dengan beban, maka arus dengan keluaran rangkaian penyearah selain akan melewati beban juga akan mengisi kapasitor sehingga pada saat tegangan hasil penyearah mengalami penurunan maka kapasitor akan membuang muatan nya ke beban dan tegangan beban akan tertahan sebelum mencapai nol.

2

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

Vp

Vs

RL

C

Gambar 1.2 Rangkaian Penyerah Gelombang Setengah dengan Filter Kapasitor b. Penyearah Gelombang Penuh Penyearah gelombang setengah menghasilkan ripel yang masih besar, karena setengah periode negatif dari gelombang sinus yang disearahkan di tahan dengan keluaran nol, maka gunakan rangkaian penyearah gelombang penuh.

RL

Vs CT

Vs

Gambar 1.3 Penyearah Gelombang Penuh dengan Trafo CT Pada penyearah gelombang penuh ini, tegangan DC dapat dibuat lebih baik keluarannya dengan menambahkan filter kapasitor.

C

Vs

RL

CT

Vs

Gambar 1.4 Penyearah Gelombang Penuh Menggunakan Kapasitor c. Penyearah Dengan Jembatan Dioda Jika transformator yang digunakan bukan trafo CT penyearah gelombang penuh dapat dirangkai dengan menggunakan rangkaian seperti ini :

3

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

RL

Vs

Gambar 1.5 Penyearah dengan Jembatan Dioda

Vs

C

RL

Gambar 1.6 Penyearah dengan Jembatan Dioda dan Kapasitor Filter 3. Daftar peralatan dan bahan a. Dioda 1N 4001 (atau ekuivalen) b. Resistor 560 Ω; 1K Ω; 15K Ω, 27K Ω; 100K Ω c. Kapasitor 100uF; 470uF; 1000uF d. Osiloskop e. Multimeter analog 4. Langkah Kerja 1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan. 2. Pastikan bagian primer transformator terisolasi dengan baik. 3. Buat rangkai seperti berikut.

1 N 4001

Vp

RL Vo 1K

Vs 12 Volt

Gambar 1.7. Rangkaian Penyearah Gelombang Setengah untuk Percobaan 1

4

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

4. Dengan menggunakan multimeter analog ukurlah tegangan AC pada Vs, dan tegangan keluaran DC pada Vo dan catatlah hasilnya pada tabel. 5. Gunakan osiloskop untuk mengamati tegangan pada sekunder Vs dan tegangan keluaran Vo pada beban. Catat hasilnya dan gambarkan bentuk gelombangnya. 6. Pasanglah kapasitor pararel dengan beban sehingga rangkaian nya menjadi seperti berikut. 1 N 4001

Vs 12 Volt

C

RL

100uF

1K

Gambar 1.8. Rangkaian penyearah gelombang setengah dengan kapasitor 7. Dengan menggunakan multimeter, ukurlah tegangan AC pada Vs, dan tegangan keluaran DC pada Vo dan catatlah hasilnya pada tabel. 8. Gunakan osiloskop untuk mengamati tegangan pada sekunder Vs dan tegungan keluaran Vo pada beban. Catat hasilnya dan gambarkan bentuk gelombangnya. 9. Gantilah beban RL dengan resistor 560 Ω; 15K Ω; 27K Ω dan 100K Ω ukur kembali tegangan keluaran DC dan catat hasilnya. 10. Gunakan osiloskop untuk mengamati kembali tegangan pada sekunder Vs dan tegangan keluaran Vo pada beban 560 Ω; 15K Ω; 27K Ω dan 100K Ω tersebut. Catat hasilnya dan gambarkan bentuk gelombangnya. 11. Gantilah kapasitor filter dengan menggunakan kapasitor sebesar 470 uF dan 1000uF dan ulangi langkah 8-9.

5

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

5. Data Hasil Percobaan Tabel Pengamatan 1. Penyearah Gelombang Setengah Tanpa Kapasitor RL

1K

Tegangan

Tegangan Vo

(AC) Vs

(DC Multimeter)

12V

5,4V

Bentuk Gelombang (Osiloskop)

Tabel Pengamatan 2. Penyearah Gelombang Setengah dengan Kapasitor 100uF Tegangan

Tegangan Vo

(AC) Vs

(DC Multimeter)

560Ω

11V

14V

1KΩ

12V

14V

RL

Bentuk Gelombang (Osiloskop)

6

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

15KΩ

12V

16V

27KΩ

11V

11V

10KΩ

12V

16V

7

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

Tabel Pengamatan 3. Penyearah Gelombang Setengah dengan Kapapsitor 470uF Tegangan

Tegangan Vo

(AC) Vs

(DC Multimeter)

560Ω

11V

14V

1KΩ

12V

15V

15KΩ

12V

16V

RL

Bentuk Gelombang (Osiloskop)

8

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

27KΩ

11V

13V

100KΩ

12V

16V

Tabel Pengamatan 4. Penyearah Gelombang Setengah dengan Kapapsitor 1000uF RL

560Ω

Tegangan

Tegangan Vo

(AC) Vs

(DC Multimeter)

11V

14V

Bentuk Gelombang (Osiloskop)

9

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

1KΩ

13V

15V

15KΩ

12V

16V

27KΩ

14V

13V

100KΩ

12V

16V

10

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

6. Jawaban Pertanyaan Dan Tugas A. Tugas 1. Buatlah analisis frekuensi penyearah gelombang setengah dan gelombang penuh. 2. Hitunglah berapa seharusnya keluaran tegangan DC dari setiap rangkaian dan berapa ripplenya. B. Pertanyaan 1. Mengacu pada gambar rangkaian percobaan , apa yang menyebabkan terjadi perbedaan antara perhitungan tegangan output saat ada kapasitor dan tidak ada kapasitor ? 2. Apa fungsi C ? Bagaimana cara kerjanya ? mana yang lebih baik, yang lebih besar, atau lebih kecil kapasitansinya ? 3. Mana yang lebih baik penyearah gelombang setengah atau penuh? Jawab : A. Tugas 1. Analisis Penyearah Setengah Gelombang (Half Wave Rectifier) merupakan sistem penyearah yang menggunakan satu blok dioda tunggal (bisa satu dioda atau banyak dioda yang diparalel) untuk mengubah tegangan dengan arus bolak-balik (AC) menjadi tegangan dengan arus searah (DC). sinyal. Prinsip kerja penyearah setengah gelombang memanfaatkan karakteristik dioda yang hanya bisa dilalui arus satu arah saja. Disebut penyearah setengah gelombang karena penyearah ini hanya melewatkan siklus positif dari sinyal AC. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan mengenai penyearah setengah gelombang ini dilihat dari grafik sinyal channel 1 gambar 1 nampak grafik gelombang penuh arus AC, namun pada grafik sinyal channel 2 gambar 1 nampak grafik setengah gelombang arus DC. Hal ini dikarenakan adanya dioda. Menurut teori bahwa “Sifat dioda yang hanya mengalirkan arus pada satu arah maka selama setengah gelombang berikutnya dioda akan membelokkan arus, ini berarti tidak ada arus yang mengalir selema setengah gelombang tersebut” (Eduard, 1999:42). Hal inilah yang menyebabkan gelombang hanya setengah pada grafik sinyal channel 2 ketika melewati dioda. Dengan adanya dioda, arus AC bisa diubah menjadi arus DC, dengan prinsip kerja bahwa dioda hanya bisa dilalui arus satu arah saja yaitu

11

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

hanya melewatkan siklus positif dari sinyal AC. Pada saat tegangan sumber mencapai setengah gelombang yaitu 180o , polaritas tegangan terbalik. 2. Perhitungan TANPA C RL (Ω) 1K

Vs.

f

V ripple

VDC

12

50

-

3.816

C = 100uF RL

Vs

f

V ripple

VDC

560

11

50

5.53

14.2

1K

12

50

0.3

14.7

15K

11

50

0.022

16.8

27K

11

50

0.011

15.5

100K

12

50

0.033

16.8

(Ω)

C = 470uF RL

Vs.

f

V ripple

VDC

560

11

50

1.08

15.55

1K

12

50

0.67

16.63

15K

12

50

0.03

16.94

27K

11

50

0.01

15.55

100K

12

50

7.12

16.973

(Ω)

C = 1000uF RL

Vs

f

V ripple

VDC

560

11

50

0.555

15.281

1K

12

50

0.3394

16.8

(Ω)

12

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

15K

12

50

0.0226

16.95

27K

11

50

0.0115

15.552

100K

12

50

0.00394

16.97

B. Pertanyaan 1. Perhitungan tegangan DC keluaran tanpa kapasitor mengacu pada kondisi saat fasa on dan off pada gelombang output. Pada saat fase positif, dioda menghantar sehingga tegangan keluaran saat itu sama dengan Vmax dari sinyal input. Kemudian saat fase negatif, dioda tidak menghantar sehingga tegangan keluaran pada fase ini sama dengan nol. Sedangkan pada perhitungan tegangan DC keluaran dengan kapasitor, pada saat siklus positif, diode akan melewatkan tegangan, dan secara otomatis kapasitor pun akan berada pada kondisi charging dan hasil pengukuran pada resistor akan membentuk sebuah gelombang, lalu pada siklus negative diode tidak melewatkan tegangan, pada saat yang sama tegangan yang telah disimpan oleh kapasitor akan dikeluarkan dan diberikan kepada resistor. Sehingga tegangan pada resistor masih ada namun semakin lama akan semakin kecil dan akhirnya habis sesuai dengan besar kapasitas dari kapasitor. Lalu pada saat siklus positif, diode akan melewatkan tegangan kembali, begitu juga dengan kapasitor yang kembali charging, begitu seterusnya. Kapasitor menyebabkan tegangan ripple lebih rendah sehingga tegangan DC lebih tinggi. 2. Fungsi kapasitor adalah untuk menyimpan arus/tegangan listrik. Untuk arus DC kapasitor berfungsi sebagai isolator/penahan arus listrik, sedangkan untuk arus AC berfungsi sebagai konduktor/melewatkan arus listrik. Sedangkan pada percobaan kali ini kapasitor yang digunakan berfungsi sebagai filter. Filter berfungsi untuk mengurangi nilai faktor riple, sehingga arus yang dihasilkan akan mendekati sebuah garis lurus. Cara Kerja Kapasitor : Dalam sebuah sirkuit elektronik, apabila kapasitor dihubungkan ke baterai, yang terjadi : a) Pelat pada kapasitor yang melekat pada terminal negatif baterai menerima elektron yang diproduksi baterai b) Pelat pada kapsitor yang menempel ke terminal positif baterai kehilangan elektron ke baterai 25

13

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

Setelah kapasitor di-charge, kapasitor memiliki tegangan yang sama seperti baterai (1.5V pada baterai berarti 1.5 V pada kapasitor). Untuk kapasitor kecil, memiliki kapasitas kecil. Tapi, untuk kapasitos besar, dapat menyimpan cukup banyak muatan listrik. Apabila menghubungkan kapasitor seperti ini : Disini ada baterai, bola lampu, dan sebuah kapasitor. Jika kapasitor cukup besar, ketika dihubungkan ke baterai maka bola lampu akan menyala saat arus mengalir dari baterai ke kapasitor untuk pengisian. Bola lampu akan semakin redup dan akhirnya padam setelah kapasitor mencapai kapasitasnya/penuh. Jika anda kemudian melepaskan baterai dan menggantinya dengan kawat, arus akan mengalir dari satu pelat kapasitor ke pelat kapasitor lainnya. Bola lampu akan menyala awalnya dan kemudian redup sebagai pembuangan kapasitor, sampai benar – benar padam. Lebih bagus Kapasitansi besar, karena semakin besar kapasitansinya, maka semakin kecil ripple.Masing-masing penyearah gelombang setengah dan penyearah gelombang penuh mempunyai kelebihan dan kelemahan. 3. Kelebihan penyearah gelombang setengah : Rangkaian penyearah gelombang setengah lebih sering digunakan sebagai rangkaian yang berfungsi untuk menurunkan daya pada suatu rangkaian elektronika sederhana dan digunakan juga sebagai demodulator pada radio penerima AM, dari segi rangkai sangat simpel dan sederhana. Karena menggunakan satu dioda maka biaya yang dibutuhkan untuk rangkaian lebih murah. Kelemahannya penyearah gelombang setengah : Keluarannya memiliki ripple yang sangat besar sehingga tidak halus dan membutuhkan kapasitor besar pada aplikasi frekuensi rendah seperti PLN 50Hz, dan kurang efisien karna hanya mengambil satu siklus saja. Mengakibatkan keluarannya memiliki daya yang lebih kecil.

14

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

7. Kesimpulan Dari hasil pengamatan dan pembahasan yang diperoleh ketika mengamati bentuk gelombang yang dihasilkan oleh penyearah arus gelombang setengah dapat disimpulkan bahwa : 1)

Prinsip kerja penyearah setengah gelombang yaitu dengan memanfaatkan karakteristik dioda yang idealnya hanya mengalirkan arus pada satu arah saja, dengan melewatkan siklus positif dari sinyal AC menuju sinyal DC.

2)

Semakin besar kapasitas kapasitor, maka semakin kecil tegangan yang dihasilkan dan keluaran akan semakin halus mendekati arus DC. Semakin besar resistansi yang digunakna maka besar pula nilai tegangan yang dihasilkan, hal ini sesuai dengan fungsi resistansi itu sendiri yaitu sebagai penghambat atau membatasu arus yang mengalir dalam suatu rangkaian tertutup yang menyebabkan nilai tegangan berbanding lurus dengan nilai resistansi.

3)

Semakin besar hambatan maka tegangan maksimum yang dihasilkan semakin besar dengan arus yang sama.

4)

Dari gambar grafik diatas ada perubahan antara rangkaian dengan kapasitor dan tanpa kapasitor. Dengan adanya kapasitor, tegangan keluaran tak segera turun walaupun tegangan masukan sudah turun. Hal ini disebabkan karena kapasitor memerlukan waktu untuk mengosongkan muatannya. Sebelum tegangan pada kapasitor turun lebih banyak, tegangan pada kapasitor langsung naik kembali. Tegangan yang berubah disebut tegangan riak, dengan nilai puncak-ke-puncak dinyatakan sebagai Vrpp.

15...