DIODA SEBAGAI PENYEARAH

DIODA SEBAGAI PENYEARAH

I. Tujuan

Mempelajari sifat dan penggunaan diode sebagai penyearah arus.II. Dasar Teori

1. Dioda

Dioda merupakan salah satu komponen elektronika yang termasuk komponen aktif. Dioda merupakan piranti non-linier yang berfungsi untuk menyearahkan arus dari ac menjadi dc. Ada berbagai macam dioda, yaitu dioda germanium, dioda silikon dan dioda zener. Setiap dioda yang berbeda mempunyai tegangan cut-in dan tegangan breakdown yang berbeda-beda. Setiap dioda yang berbeda juga menghasilkan kurva i-v yang berbeda pula.Selain sebagai penyearah, dioda juga dapat diterapkan untuk melindungi peralatan elektronika (misalnya, radio dan komputer) dari kerusakan akibat terbaliknya polaritas ketika dihubungkan ke suplai dc. Jika suplai dc dihubungkan dengan polaritas yang salah (A- B+) maka dioda dipanjar mundur sehingga tidak akan melakukan arus ke rangkaian.

2. Rangkaian PenyearahBiasanya kita menjumpai dua jenis penyearah yaitu penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh.

a. Peyearah Setengah GelombangDisebut dengan penyearah setengah gelombang karena penyearah ini menghasilkan tegangan dc hanya dalam setengah periode positif dari satu periode gelombang tegangan masukan dc atau lebih sederhananya

Pada contoh diatas, anggaplah Vin sebagai tegangan input rangkaian setelah diturunkan oleh transformator yang mempunyai nilai sebesar 20Vpp atau 7,071VRMS. Setelah disearahkan menggunakan dioda maka akan di dapat nilaiteganganDCataunilairata-ratanya.

Dari hasil simulasi dengan contoh perhitungan diatas terlihat bahwa terdapat perbedaan nilai. Hal ini bisa disebabkan karena komponen pada simulasi tidak ideal dan ini juga bisa terjadi pada percobaan secara langsung. Nilai tegangan yang ditunjukkan pada multimeter adalah nilai komponen AC (VAC) atau DC (VDC) saja. Sementara, untuk mengetahui tegangan puncak ke puncak (Vpp) diperlukan pengukuran menggunakan osiloskop atau bisa juga dengan perhitungan setelah VAC sudah diketahui.

Pada rangkaian penyearah setengah gelombang, arus listrik akan dialirkan sebesar setengah gelombang. Tegangan setengah gelombang menghasilkan arus beban satu arah,artinya arus mengalir hanya satu arah saja.Tegangan tersebut merupakan tegangan dc yang bergerak naik sampai nilai max dan turun sampai nol dan tetap nol selama siklus setengah negatif. Parameter parameter yang terpenting adalah : Vdc = Vm /

Idc = Im / = Vm / RL

Tegangan searah yang dihasilkan oleh penyearah setengah gelombang maupun penyearah jembatan memiliki riak yang cukup besar (gelombang tegangan tidak rata).Makin besar kapasitas kapasitor perata, makin rata gelombang tegangan yang diberikan pada beban.Besar riak gelombang bergantung pada tetapan waktu rangkaian R-C, yang dirumuskan oleh = RC dimana R = hambatan listrik, C = kapasitas peratab. Penyearah Gelombang PenuhPenyearah gelombang penuh adalah penyearah jembatan yang menghasilkan tegangan keluaran dc lengkap dalam satu periode dari tegangan masukan ac. Rangkaian penyearah dengan empat dioda disebut penyearah jembatan. Penyearah gelombang penuh dengan dua dioda disebut penyearah tap tengah. Dioda secara bergantian menyearahkan tegangan AC pada saat siklus positif dan negatif. Penyearah gelombang penuh ada 2 macam dan penggunaannya disesuaikan dengan transformator yang dipakai. Untuk transformator biasa digunakan jembatan dioda (dioda bridge) sementara untuk transformator CT digunakan 2 dioda saja sebagai penyearahnya.

Fungsi utama trafo tap tengah adalah agar kedua dioda penyearah dapat bekerja secara bergantian dalam mengalirkan arus ke beban. Tap tengah masing masing penyearah mempunyai tegangan masukan yang sama dengan setengah tegangan sekunder. Dioda D1 menghantar ke putaran setengah positif dan dioda D2 menghantar ke putaran setengah negatif. Secara sederhananya saja, Pada rangkaian penyearah gelombang penuh, arus listrik dialirkan sebesar satu perioda penuh. Parameter parameter yang terpenting pada penyearah gelombang penuh ini (tanpa filter) adalah Vdc = 2 Vm / Idc = 2 Im / = 2 Vm / RLIII.Alat dan Bahan1. Rangkaian penyearah

2. Osiloskop

3. Voltmeter

IV. Prosedur Percobaan

A. Penyearah setengah gelombang

1. Penyearah setengah gelombang tanpa perantara dihubungkan dan diamati bentuk gelombang pada Osiloskop. Tegangan diukur dengan Voltmeter.

2. Perata dihubungkan dan diamati bentuk gelombang pada Osiloskop. Baca tinggi puncak(simpangan tertinggi) dan lembah gelombang(simpangan terendah) pada Osiloskop. Tegangan diukur dengan Voltmeter.

Ukur tegangan bolak-balik antara P dan Q, P dan R serta R dan Q.

B. Penyearah satu gelombang

1. Penyearah satu gelombang tanpa perata dihubungkan dan diamati bentuk gelombang pada Osiloskop. Bacalah tinggi puncak gelombang. Ukur tegangan dengan Voltmeter.

2. Kapasitor C dihubungkan dan diamati bentuk gelombang pada Osiloskop. Tinggi puncak gelombang pada Osiloskop dibaca dan diukur tegangan dengan Voltmeter. Tegangan bolak-balik antara P dan Q, P dan R serta R dan Q diukur.

V. Data Pengamatan

A Penyearah setengah gelombang

Dengan Alat Voltmeter

PercobaanDengan PerataTanpa Perata

15,07,8

25,027,8

35,097,82

45,187,86

55,237,86

B Penyearah satu gelombang

Dengan Alat Voltmeter

PercobaanDengan PerataTanpa Perata

19,5413,46

29,5313,43

39,5313,42

49,5313,38

59,5413,46

VI. Perhitungan

A. Penyearah setengah gelombang

Tanpa perata

V rata-rata voltmeter = QUOTE

EMBED Equation.3

= 7,83 V

Tegangan AC

1. Pada voltmeter

V rms = QUOTE

EMBED Equation.3

= = 5,54 V

Tegangan DC

1. Pada voltmeter

V ave = QUOTE

EMBED Equation.3

V rata-rata pada voltmeter

=x7,83

= 4,987 V Dengan perata


EMBED Equation.3

= 5,1 V

Tegangan AC

1. Pada voltmeter

V rms = QUOTE

EMBED Equation.3

= QUOTE

EMBED Equation.3

= 3,6V

Tegangan DC

1. Pada voltmeter

V ave = QUOTE

EMBED Equation.3


= x5,1

= 3,25 VB. Penyearah satu gelombang

Tanpa perata


EMBED Equation.3

= 13,43 V

Tegangan AC

1. Pada voltmeter

V rms = QUOTE

EMBED Equation.3

= QUOTE

EMBED Equation.3

= 9,5 V

Tegangan DC

1. Pada voltmeter

V ave = QUOTE

EMBED Equation.3


= x 13,43

= 8,55 V Dengan perata


EMBED Equation.3

= 9,53 V

Tegangan AC

1. Pada voltmeter

V rms = QUOTE

EMBED Equation.3

= QUOTE

EMBED Equation.3

= 6,74 V

Tegangan DC

1. Pada voltmeter

V ave = V rata-rata pada voltmeter

= x 9,53 =6,07

VII. Ralat Keraguan

1. Penyearah setengah gelombang

Tanpa perata Tegangan pada voltmeterPercobaanV V - (V - 2

17,87,83-0,039.10-4

27,8-0,039.10-4

37,82-0,011.10-4

47,860,039.10-4

57,860,039.10-4

3,7.10-3

V = QUOTE

EMBED Equation.3

= QUOTE

EMBED Equation.3

= 1,36.10-2V

V = 7,831,36.10-2 V

Ralat nisbi = QUOTE

EMBED Equation.3

. 100%

= 0,174%

Kebenaran praktikum = 100% -0,174% = 99,83% Tegangan AC pada voltmeterV = = QUOTE

EMBED Equation.3

= 5,54 0,0096

Ralat nisbi = QUOTE

EMBED Equation.3

100%

= 0,173 %

Kebenaran praktikum = 100% - 0,173 % = 99,83 %

Tegangan DC pada voltmeterV = (V = (7,830,0136)

= 4,980,023

Ralat nisbi = QUOTE

EMBED Equation.3

. 100%

= 0,46 %

Kebenaran praktikum = 100% - 0,46% = 99,54 %

Dengan perata Tegangan pada voltmeterPercobaanV V - (V - 2

15,05,1-0,11.10-2

25,02-0,086,4.10-3

35,09-0,011.10-4

45,180,086,4.10-3

55,230,131,7.10-2

0,04

V = QUOTE

EMBED Equation.3

= QUOTE

EMBED Equation.3

= 0,04

V = 5,10,04 V

Ralat nisbi = QUOTE

EMBED Equation.3

. 100%

= 0,78%

Kebenaran praktikum = 100% -0,78% = 99,22%

Tegangan AC pada voltmeterV = = QUOTE

EMBED Equation.3

= 3,6 0,02

Ralat nisbi = 100%

= 0,55 %


Tegangan DC pada voltmeterV = V = ()

= 3,250,03

Ralat nisbi = QUOTE

EMBED Equation.3

. 100%

= 0,92 %

Kebenaran praktikum = 100% - 0,92% = 99,08%2. Penyearah satu gelombang

Tanpa perata Tegangan pada voltmeterPercobaanV V - (V - 2

113,4613,430,039.10-4

213,430,000

313,42-0,011.10-4

413,38-0,0525.10-4

513,460,039.10-4

0,0044

V = QUOTE

EMBED Equation.3

= QUOTE

EMBED Equation.3

= 0,015

V = 13,430,015 V

Ralat nisbi = QUOTE

EMBED Equation.3

. 100%

= 0,11%

Kebenaran praktikum = 100% -0,11% = 99,89% Tegangan AC pada voltmeterV = = QUOTE

EMBED Equation.3

= 9,5 0,01

Ralat nisbi = QUOTE

EMBED Equation.3

100%

= 0,105 %


Tegangan DC pada voltmeterV = V = (13,430,015)

= 8,50,0095

Ralat nisbi = . 100%

= 0,11 %

Kebenaran praktikum = 100% - 0,11% = 99,89%

Dengan perata Tegangan pada voltmeterPercobaanV V - (V - 2

19,549,5340,0060,36.10-4

29,53-0,0040,16.10-4

39,53-0,0040,16.10-4

49,53-0,0040,16.10-4

59,540.0060,36.10-4

0,00012

V = QUOTE

EMBED Equation.3

= QUOTE

EMBED Equation.3

= 0,00245

V = 9,5340,00245 V

Ralat nisbi = QUOTE

EMBED Equation.3

. 100%

= 0,026%

Kebenaran praktikum = 100% -0,026% = 99,974%

Tegangan AC pada voltmeterV = = QUOTE

EMBED Equation.3

= 6,74 0,0,0017

Ralat nisbi = 100%

= 0,025 %


Tegangan DC pada voltmeterV = V = ()

=

Ralat nisbi = QUOTE

EMBED Equation.3

. 100%

= 0,04 %

Kebenaran praktikum = 100% - 0,04% = 99,96%VIII. Pembahasan

Pada percobaan Dioda sebagai penyearah arus ini dilakukan bertujuan untuk mempelajari sifat dan penggunaan dioda sebagai penyearah arus. Untuk mempelajari sifat dan penggunaan dioda sebagai penyearah arus, diperlukan rangkaian searah, osiloskop, dan voltmeter. Rangkaian Penyearah berguna untuk mengubah arus bolak balik (AC) menjadi arus searah (DC) sehingga dalam rangkaian hanya mengalir satu arus saja. Dalam rangkaian penyearah terdapat kapasitor, dimana kapasitor dalam penyearah berfungsi untuk menyimpan tenaga listrik dalam waktu tertentu (sementara) tanpa disertai reaksi kimia. Percobaan ini dibagi menjadi dua, yaitu penyearah setengah gelombang dan penyearah satu gelombang. Pada percobaan penyearah setengah gelombang, dibedakan menjadi dua bagaian yaitu menggunakan voltmeter dan osiloskop. Namun dalam percobaan ini alat osiloskop tidak dapat berfungsi sehingga hanya menggunakan voltmeter. Pada percobaan penyearah setengah gelombang menggunakan voltmeter, dibagi menjadi dua yaitu menggunakan perata dan tidak menggunakan perata. Pada percobaan penyearah setengah gelombang tanpa perata, penyearah setengah gelombang tanpa perata dihubungkan, kemudian diukur tegangannya dengan menggunakan voltmeter.Tegangan yang diperoleh pada percobaan penyearah setengah gelombang tanpa perata sebesar 7,83 V. Selanjutnya menggunakan percobaan penyearah setengah gelomban menggunakan perata, tegangan yang diperoleh dengan menggunakan voltmeter adalah 9,53 V. Percobaan kedua yaitu penyearah arus satu gelombang. Sama seperti percobaan penyearah setengah gelombang, percobaan penyearah satu gelombang dibedakan menjadi dua yaitu menggunakan voltmeter dan menggunakan osiloskop. Dengan menggunakan voltmeter dibagi menjadi dua yaitu menggunakan perata dan tanpa perata. Tegangan penyearah satu gelombang yang diperoleh tanpa perata dengan menggunakan voltmeter sebesar 13,43 V, sedangkan menggunakan perata diperoleh 9,53 V.Dari percobaan ini jika penyearah arus menggunakan perata atau kapasitor maka arus yang mengalir ditahan atau disimpan, perata atau kapasitor dalam penyearah berfungsi untuk menyimpan tenaga listrik dalam waktu tertentu (sementara) tanpa disertai reaksi kimia, namun jika penyearah arus tanpa perata atau kapasitor arus mengalir langsung. Jadi semakin besar hambatan, arus yang mengalir semakin kecil, sehingga tegangan juga semakin kecil. Dari hal ini dapat disimpulkan bahwa tegangan dengan menggunakan perata lebih kecil daripada tidak menggunakan perata. Percobaan kali ini tidak 100% akurat, hal-hal yang mempengaruhi kurang akuratnya hasil pada percobaan ini antara lain :1. Peralatan yang terbatas2. Praktikan kurang mampu merangkai alat dengan benar.

3. Kurangnya pemahaman materi oleh praktikan.

4. Fasilitas praktikum yang kurang memadai.IX. KESIMPULANDari percobaan ini dapat disimpulkan beberapa hal, antara lain : Sebagai penyearah tegangan, dioda digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) menjadi tegangan searah (DC). Penyearah tegangan dibedakan menjadi 2 macam, yaitu:

1. Penyearah setengah gelombang (half-wave rectifier)

2. Penyearah gelombang penuh (full-wave rectifier) Tegangan yang diperoleh pada percobaan penyearah setengah gelombang tanpa perata sebesar 7,83 V. Selanjutnya menggunakan percobaan penyearah setengah gelomban menggunakan perata, tegangan yang diperoleh dengan menggunakan voltmeter adalah 9,53 V. Tegangan penyearah satu gelombang yang diperoleh tanpa perata dengan menggunakan voltmeter sebesar 13,43 V, sedangkan menggunakan perata diperoleh 9,53 V. Tegangan dengan menggunakan perata lebih kecil daripada tidak menggunakan perata.

T P

Q

D1

D2

D4

D3

C

S

R

Gambar percobaan

_1364372857.unknown

_1364374362.unknown

_1364374714.unknown

_1364375176.unknown

_1364375414.unknown

_1364375556.unknown

_1364375614.unknown

_1364375506.unknown

_1364375267.unknown

_1364375096.unknown

_1364374524.unknown

_1364374576.unknown

_1364374434.unknown

_1364373846.unknown

_1364373985.unknown

_1364374026.unknown

_1364373893.unknown

_1364373672.unknown

_1364373757.unknown

_1364373033.unknown

_1364371355.unknown

_1364372343.unknown

_1364372629.unknown

_1364372756.unknown

_1364372351.unknown

_1364371607.unknown

_1364371688.unknown

_1364371460.unknown

_1364370725.unknown

_1364371070.unknown

_1364371203.unknown

_1364370923.unknown

_1336297563.unknown

_1336298854.unknown

_1336299435.unknown

_1336300352.unknown

_1336299214.unknown

_1336298628.unknown

_1336298012.unknown

_1336298247.unknown

_1336297182.unknown

Documents

DIODA SEBAGAI PENYEARAH