View
205
Download
14
Category
Preview:
DESCRIPTION
yeye
Citation preview
BAB I
TUJUAN
Setelah menyelesaikan pratikum,anda diharapkan mampu:
1. Membangun penyearah jembatan pulsa anda (gelombang penuh),
2. Mengamati dan mengatur tegangan dan arus pada daerah-daerah
tertentu dalam rangkaian,
3. Mengenal arti faktor bentuk,
4. Membedakan antara rasio arus dioda di sisi AC dan DC,
5. Membuktikan bahwa faktor denyut tegangan , (Rv) adalah kecil
dibandingkan faktor denyut tegangan yang ada pada penyearah pulsa
tunggal (gelombang setengah).
BAB II
TEORI DASAR
Penyearah pulsa ganda (penyearah gelombang penuh) tak terkendali ada
dua macam, yaitu penyearah pulsa ganda dengan menggunakan trafo titik-
tengah (centre tao transformer) dan penyearah pulsa ganda dengan sistem
jembatan sumber AC fasa 1. Penyearah tak terkendali adalah penyearah yang
keluarannya tetap dan tak dapat dikendalikan.
Penyearah jembatan pulsa ganda (gelombang penuh) merupakan
penyearah yang paling banyak digunakan di industri yang menggunakan
peralatan-peralatan listrik yang memerlukan sumber listrik arus searah.
Khususnya dibidang tenaga, penyearah-penyearah berdaya besar (yang tidak
cukup dengan sumber fasa 1) juga didasarkan pada penyearah-penyearah
sistem jembatam ini.
Di samping di bidang daya (power), penyearah model ini banyak pula
digunakan dalam instrumen ukur listrik, seperti voltmeter, amperemeter.
Dominasi sistem penyearah ini cukup beralasan mengingat performansi
(kinerja)-nya adalah yang terbaik.
Dibandingkan dengan dengan penyearah gelombang penuh dengan
menggunakan trafo centre tap, penyearah ini mempunyai kelebihan dan
kekurangan, antara lain seperti berikut ini:
1. Penyearah ini hanya memerlukan dua terminal tegangan sumber arus
bolak-balik (AC), sehingga cukup dengan trafo biasa (tanpa centre tap).
2. Arus pada sisi primer maupun sekunder adalah sinusoidal, sehingga
untuk keluaran yang sama, penyearah ini memerlukan trafo yang lebih
kecil.
3. Tegangan balik puncak masing-masing dioda, mendekati sama dengan
tegangan puncak sekunder trafo, sehingga penyearah ini sesuai untuk
aplikasi tegangan tinggi.
4. Kekurangan penyearah ini, disamping karena ,menggunakan 4 dioda,
adalah tegangan jatuh pada dioda-dioda yang secara keseluruhan lebih
besar menyebabkan penyearah ini kurang cocok untuk penyearah
tegangan rendah.
Penyearah Jembatan Pulsa Tunggal Tak Terkendali
Sebelum membahas penyearah jembatan pulsa ganda tak terkendali,
perlu dilihat kembali bahwa pada penyearah gelombang penuh dengan
menggunakan trafo CT, tegagan yang diserahkan adalah dua tegangan antara
ujung dan titik tengah belitan sekunder trafo.Berarti bahwa hanya setengah
tegangan sekunder trafo yang dapat di manfaatkan sebagai tegangan keluaran
(DC). Namun satu kelebihan penyearah ini, di bandingkan dengan penyearah
pulsa tunggal, adalah kualitas penyearahnya lebih baik yang di tunjukkan oleh
faktor denyut (ripple factor) hasil penyearahnya yan lebih rendah.
Ditinjau dari sudut keluarannya, antara penyearah dengan menggunakan
trafo CT dan sistem jembatan adalah sama, namun di tinjau dari kemampuan
dalam memindahkan dayanya, sistem jembatan lebih unggul. Berikut ini akan di
ulas kembali secara singkat tentang sirkit penyearah jembatan pulsa ganda tak
terkendali dan faktor denyut hasil penyearahnya. Dengan catatan bahwa dalam
pembahasan ini tidak melibatkan unsur penyaring (filter)
SumberAC
Trafo
V
D1 D2
D4D3
VDC
(a)
V
Masukan Wt
VDC Vm
Keluaran Wt
(b)
IDC
R
Gambar 2.1. Penyearah jembatan pulsa ganda tak terkendali
a. Sirkuit
b. Hubungan masukan keluaran (input-output)
Dengan polaritas tegangan yang masuk ke sirkit penyearah seperti yang
terlihat pada gambar di atas, maka pada setengah gelombang pertama, dioda D3
dan D2 konduksi sehingga arus mengalir dari polaritas positif sekunder trafo
melalui D3, keluar ke beban R dan kembali ke polaritas negatif trafo setelah
melalui D2; sementara D1 dan D4 dalam keadaan tak konduksi.
Setelah itu, pada setengah gelombang-gelombang berikutnya, arus
mengalir dari polaritas negatif trafo keluar ke beban R melalui D4 dan kembali
ke polaritas positif trafo melalui D1. Demikian proses ini berlangsung sehingga
hubungan antara masukan dan keluaran penyearah seperti yang ditunjukkan
pada gambar.1.b. Jadi jelas arus bolak-balik selalu mengalir melalui dua dioda
tergantung pada polaritas tegangan bolak-balik. Selain itu, perlu di ingat bahwa
tegangan pulsa searah selalu lebih rendah dibandingkan harga sesaat sebersar
jatuh tegangan yang dialami pada kedua dioda.
Faktor Denyut
Untuk memperoleh gambaran tentang kualitas hasil penyearah, maka
berikut ini akan ditinjau kembali persamaan-persamaan dasar dan analisis
perhitungan faktor denyut.
Pada penyearah gelombang penuh berlaku persamaan-persamaan sebagai
berikut :
IDC =
2Imπ ; I =
Im
√2 ;
Dengan mengabaikan rugi – rugi pada dioda akan berlaku :
VDC =
2Vmπ ; Vs =
Vm
√2 ; VDC = 0,9 Vs
Vm = tegangan maksimum sekunder trafo
Rf = tahanan dioda pada saat konduksi
Faktor denyut hasil penyearahan adalah :
R = (harga efektif komponen bolak – balik yang terdapat pada keluaran
searah) / (harga rata – rata keluaran searah).
Dan diperoleh faktor denyut :
Ri = √{ IIdc )−1};
IIdc =
Im /√22Im / p = 1,11
Atau apabila persamaan menggunakan parameter tegangan dan dengan
mengabaikan rugi rugi pada dioda, maka persamaan di atas dapat dianalogikan
secara langsung sebagai faktor denyut tegangan.
Rv = √( VVdc )−1
VVdc =
Vm/√22Vm / p = 1,11
Maka Rv = √1 ,11 −1 = 0,482
Perbandingan antara harga efektif (rms) dan harga rata-rata disebut
sebagai faktor bentuk (form factor). Untuk gelombang sinusiodal, faktor bentuk
ini adalah 1,11. Berdasarkan kenyataan ini terbukti bahwa kualitas keluaran
penyearah ini jauh lebih baik kalau dibandingkan hasil penyearah gelombang
setengah yang faktor denyutnya 1,21.
Seperti yang telah disinggung di atas bahwa 2 dioda selalu konduksi
selama setengah gelombang (T/2). Lama (periode) arus mengalir biasa
dinyatakan dengan istilah sudut aliran arus (angel of current flow) Θ. Jika T
adalah 360°, maka Θ = 180°. Setelah 180°, 2 dioda yang tadinya mati, menjadi
konduksi dan berganti mengalirkan arus, sementara 2 dioda yang tadinya
konduksi berganti menjadi tak konduksi. Perubahan seprti ini, didalam teknik
penyearah, diketahui sebagai komutasi. Komutasi ini, Kemudian di kategorikan
berdasarkan atas jumlah lintasan komutasi q.
Untuk penyearah ini, lintasan komutasi q = 2. sebagai contoh, karena
aliran arus berubah dari D3 ke D4 dan dari D2 ke D1 secara bersamaan, maka ini
dikatakan bahwa pada rangkaian ini terdapat 2 kelompok komutasi (S = 2).
Akibat adanya 2 lintasan komutasi, tiap-tiap dioda mengalirkan arus
setengah dari arus searah. Begitu juga dengan arus efektifnya. Dengan demikian
berlaku rumusan untuk arus yang mengalir pada tiap-tiap dioda sebagai berikut:
IfDC =
Idc2 dan If = 0,7851DC (beban resistif murni)
IfDC = harga rata –rata arus maju dioda (dioda forward current)
If = harga efektif arus maju dioda
Analisis Percobaan
Metode analisis rangkaian yang akan dilakukan dalam pratikum ini sama dengan
yang dilakukan pada pratikum penyearah satu pulsa (gelombang setengah) tak
terkendali.Hal ini dimaksudkan untuk memudahkan dalam membandingkan
kedua macam penyearah.
BAB III
ALAT DAN BAHAN
1. Osiloskop 1 unit
2. Avometer 1 unit
3. Wattmeter Universal 1 unit
4. Alat ukur harga efektif (r.m.s. meter) 1 unit
5. Trafo isolasi, fasa 1 1 unit
6. Dioda 4 unit
7. Beban resistif, 2x100 ohm/2A 1 unit
8. Set sekring aksi super cepat 1 unit
BAB IV
GAMBAR PERCOBAAN
Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh Satu Fasa
BAB V
LANGKAH KERJA
1. Membuat rangkaian seperti yang ditunjukkan pada diagram
rangkaian. Ukur daya pada masukan penyearah (P) dan daya pada
sisi keluaran penyearah (Pm). Memunculkan tegangan DC pada
beban R pada layar osiloskop dan gambarkan osilogram tersebut
pada kertas yang telah disediakan.
2. Mengukur tegangan efektif V pada sisi AC dan tegangan efektif Vm
pada sisi DC (beban R) dengan menggunakan alat ukur harga efktif
(besi putar). Ukur juga tegangan DC (VDC) pada beban R dengan
menggunakan alat ukur harga rata-rata (DC) (kumparan putar yang
diset pada daerah ukur DC).
3. Memindahkan fungsi alat ukur ke AC dan ukur tegangan efektif pada
sisi masukan penyearah (V).
4. Menghitung perbandingan
VVm dan
VVdc dimana
VVdc = ff= Faktor
bentuk.
5. Mengukur arus beban IDC dan arus maju pada dioda I Fav dengan
menggunakan alat ukur harga rata-rata (alat ukur kumparan putar).
BAB VI
TABULASI PERCOBAAN
N
oVs
Beba
n
Input AC Output DC
Vin Iin Pin Vout Pout Iout
1
180
R 195,8 9,5 8,5 84 3,5 53
2 R+L 194,3 5,3 7,5 86 2,5 38,4
3 R+C 194,5 2,5 1,5 277 2,5 1,2
4 R+L+C 194,6 2,1 0,5 262 2,25 1,24
Beban R
In Out
Vs = 95V Vdc = 82 Vdc
Pin = 29 W Pout = 29 W
I in = 270 mA I out = 270 mA
Beban R+L+C
In Out
Vs = 95V Vdc = 81V
P in = 23 W P out = 21 W
I = 260 mA I out = 260 mA
BAB VII
ANALISA
Analisa Rangkaian
Pada percobaan penyearah gelombang penuh 1 fasa ini menggunakan 4
buah diode dimana dioda ini di hubungkan secara seri yang berbentuk jembatan,
dan menggunakan trafo isolasi 95 Volt, sehingga sumber aliran listrik akan
mengalir dari trafo menuju alat ukur volt meter dan terhubunga parelel dengan
watt meter keluaran sumber ini menuju kaki anoda D1 dan katoda D3 yang
terhubung seri, dan arus mengalir dari katoda D1 dan D2 menuju watt meter out
put dan waat meter terhubung dengan amper meter keluaran amper meter
tehubung seri dengan beban R (lampu) maka keluaran lampu akan terhubung
dengan Anoda D3 dan D4 dan netral pada sumber tehubung dengan Anoda D4
sehingga dioda akan membias maju dan lampu akan menyala terang maka alat
ukur akan bekerja sehingga menunjukkan posisi alat ukur pembacaan, ini untuk
percobaan R dengan menggunakan lampu. Positif osiloskop di hubungkan
dengan positif sumber pada lampu dan negative osiloskop terhubung dengan
netral beban.
Untuk gambar percobaan beban R,L,C prinsipnya hampir sama degan
percobaan beban lampu, yang membedakan hanya terangnya lampu berbeda.
Dan gelombang sinuisida yang di tampilkan juga sama.
Analisa Data / Tabel
Setelah melakukan percobaan penyearah gelombang penuh 1 fasa
sehingga didapat data sebagai berikut untuk percobaan beban lampu
didapat hasil pengukuran Vs = 95 volt, dan P in = 29 W, I in = 270 mA /0,270
A dan Vo =82 Volt DC maka :
Vdc = 2ℑπ
dan I = ℑ√2
Sehungga dari data yang telah didapat dapat di hitung tegangan dan
factor denyut sebagai berikut :
Vr = √Pi−R Rv = VrVdc
Dik :
Pin = 29 W
R =….? R = V 0I o
= 82270
= 0,30 Ohm
Vr = √Pi−R Rv = VrVdc
= 5,3582
= 0,06
= √29−0,30
=√28,7
= 5,35 Volt
Maka factor denyut untukl beban R adalah 5,35 V dan factor denyut 0,06 Ohm
Untuk percobaan beban R , L , C dik P in =23 W dan R =… ?
R = V 0i 0
= 81260
= 0,31 Ohm
Faktor denyut Vr = √Pi−R Rv = VrVdc
= 4,7681
= 0,05
= √23−0,31
=√22,6
= 4,76 Volt
Jadi tegangan denyut adalah 4,76 V dan factor denyut 0,05 Ohm sehingga
perbedaan antara beban R hanya sedikit.
Recommended