Laporan 1 Elektronika Daya

LAPORAN 1PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA

“PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG DENGAN BEBAN TAHANAN MURNI”

OLEH:TRI ISRA JANWARDI

16388/10

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTROJURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS NEGERI PADANG

2013

PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DAYA

I. Tujuan

1. Mahasiswa dapat mengananalisa hasil percobaan penyearah setengah gelombang.

2. Mahasiswa dapat menghitung besar efisiensi (η), Form Faktor (FF), Ripple Faktor

(RF), dan TUF (Transfer Utilisation Factor).

II. Teori Singkat

Terdapat banyak pemakaian dalam instrumentasi yang informasi diberikan leh kedua

sinyal AC itu berguna. Ini diperoleh dengan mengatur agar baik sinyal asli maupun

kebalikan nya tersedia dan saling mencatu penyearah setengah gelombang yang digabung

ke beban sekutu. Pengaturan sedemikian yang secara konseptual disebut penyearah

gelombang penuh. Gelombang ini berkesinambungan dan energik dari pada setengah

gelombnag, dan juga tegangan rata-rata pada keluran akan dua kali lipat dari pda yang

diperoleh setengah gelombang. ( Sendra, 1990 : 198-199)

Dioda sebagai penyearah setengah gelombang dengan beban tahanan

a. Gambar rangkaian penyearah setengah gelombang

Gambar 1. Dioda sebagai penyearah Setengah Gelombang

b. Prinsip Kerja Penyearah Setengah Gelombang

1) Jika A positip ( + ), B negatip ( - ), maka dioda konduksi 1 bekerja , sehingga arus

akan mengalir menuju RL dan kembali ke trafo.

2) Saat A negatip ( - ), B positip ( + ), maka dioda tidak konduksi/tidak bekerja

sehingga arus tidak mengalir.

3) Kejadian ini berulang/muncul lagi terus-menerus sehingga bentuk gelombangnya

dapat digambarkan sebagai berikut :

TRI ISRA JANWARDI (16388/10) 1


Secara umum besarnya tegangan DC (Vdc) dari penyearah gelombang penuh

dapat dituliskan sebagai berikut: Vdc = 0,318 Vm ; Idc = 0,318Vm/R ; sedangkan Vrms =

0,5Vm dan I rms = 0,5Vm/R ; Pdc = Vdc x Idc dan Pac = Vrms x Irms.

Efisiensi, η = Pdc/Pac = (0,318Vm)2/(0,5Vm)2 = 0,405

Form Faktor FF = Vac/Vdc = 0,5Vm/0,318Vm = 1,57

Tegangan output terdiri dari dua komponen, yakni komponen DC dan komponen AC.

Besarnya tegangan output komponen AC; Vac = √V rms2 +V dc

2

Ripple Faktor ; RF = Vac/Vdc = √(V rms

V dc)

2

−1=√FF−1 = 1,21

Dan besarnya TUF (Transfer Utilitation Factor) = Pdc

V s x I s

Vs = Tegnagan rms sekunder trafo = 0,707Vm dan

Is = Arus sekunder trafo = 0,5Vm/R

Vs x Is untuk fullwave besarnya menjadi ; 0,707Vm x 0,5 Vm/R

Sehingga besarnya TUF = 0,3182

0,707 x0,5=0,286

III. Alat dan Bahan

1. Trafo Stepdown 220/6 V, 3A;

2. Dioda silicon 1,5 A;

3. Resisitor, 100, 150, 220, 470, 1000, 1500, 2000, 2200 Ω;



4. Cro double beam;

5. Multimeter, Voltmeter DC, dan Miliamper DC;

6. Kabel penghubung dan Papan Rangkaian.

IV. Gambar Rangkaian

220V +

6V -

V. Langkah Kerja

1. Siapkan alat dan bahan yang diperlukan dalam kegiatan praktikum.

2. Pastikan alat tersebut dapat berfungsi secara baik dengan menggunakan multimeter.

3. Rakitlah alat dan bahan percobaan seperti gambar rangkaian di atas.

4. Setelah selesai merangkai, kalibrasi alat ukur CRO, 5 volt = 1 cm.

5. Pastikan rangkaian telah tersambung dengan benar, mintalah dosen pembimbing

untuk memeriksa rangkaian yang telah selesai dirangkai tersebut.

6. Setelah dipastikan benar oleh dosen pembimbing, hubungan rangkaian dengan sumber

tegangan.

7. Amati petunjuk alat-alat ukur, kemudian catat masing-masing hasil penunjukan ke

dalam table pengamatan.

8. Gambarkan bentuk gelombang input maupun output. Untuk melihat gelombang input

pindahkan prop ke titik sebelum diode D.

9. Lakukan pengamatan ini untuk setiap perubahan beban R.


mA

V R Y

X

G

CRO


10. Setelah selesai melakukan percobaan kumpulkan alat dan bahan ke tempat semula

dengan baik.

VI. A. Hasil Pengamatan

Tabel 1. Tabel Pengamatan

Beban (R)

Ω

Input Idc

(mA)

Vdc

(volt)Vm (cm) Vrms (volt)

100 1.8 0.9 22 1.7

150 1.8 0.9 14.5 1.8

220 1.8 0.9 11 1.9

470 1.8 0.9 33 1.3

1000 1.8 0.9 2.5 2.1

1500 1.8 0.9 1.5 2.1

2000 1.8 0.9 1.3 2.1

2200 1.8 0.9 1.2 2.1

*Batas Ukur CRO: 5 volt/div

B. Analisa Data

1) Efisiensi

a. 100 Ω

η = Pdc

Pa c

=(0,318 V m )2

(0,5 V m )2 =(0,318 x1,8 )2

(0,5 x1,8 )2 =

(0.5724 )2

(0.9 )2=0.3276

0.81=0.46=46 %

b. 150 Ω

η = Pdc

Pac

=(0,318 V m )2

(0,5 V m )2=

(0,318 x1,8 )2

(0,5 x1,8 )2 =

(0.5724 )2

(0.9 )2=0.3276

0.81=0.46=46 %

c. 220 Ω

η = Pdc

Pac

=(0,318 V m )2

(0,5 V m )2=

(0,318 x1,8 )2

(0,5 x1,8 )2 =

(0.5724 )2

(0.9 )2=0.3276

0.81=0.46=46 %

d. 470 Ω



η = Pdc

Pac

=(0,318 V m )2

(0,5 V m )2=

(0,318 x1,8 )2

(0,5 x1,8 )2 =

(0.5724 )2

(0.9 )2=0.3276

0.81=0.46=46 %

e. 1000 Ω

η = Pdc

Pac

=(0,318 V m )2

(0,5 V m )2=

(0,318 x1,8 )2

(0,5 x1,8 )2 =

(0.5724 )2

(0.9 )2=0.3276

0.81=0.46=46 %

f. 1500 Ω

η = Pdc

Pac

=(0,318 V m )2

(0,5 V m )2=

(0,318 x1,8 )2

(0,5 x1,8 )2 =

(0.5724 )2

(0.9 )2=0.3276

0.81=0.46=46 %

g. 2000 Ω

η = Pdc

Pac

=(0,318 V m )2

(0,5 V m )2=

(0,318 x1,8 )2

(0,5 x1,8 )2 =

(0.5724 )2

(0.9 )2=0.3276

0.81=0.46=46 %

h. 2200 Ω

η = Pdc

Pac

=(0,318 V m )2

(0,5 V m )2=

(0,318 x1,8 )2

(0,5 x1,8 )2 =

(0.5724 )2

(0.9 )2=0.3276

0.81=0.46=46 %

2) Form Faktor (FF)

a. 100 Ω

FF = V ac

V dc

=0,5 V m

0,318 V m

= 0,5 x1,80,318 x1,8

= 0.90.5724

=1.572

b. 150 Ω

FF = V ac

V dc

=0,5 V m

0,318 V m

= 0,5 x1,80,318 x1,8

= 0.90.5724

=1.572

c. 220 Ω

FF = V ac

V dc

=0,5 V m

0,318 V m

= 0,5 x1,80,318 x1,8

= 0.90.5724

=1.572

d. 470 Ω

FF = V ac

V dc

=0,5 V m

0,318 V m

= 0,5 x1,80,318 x1,8

= 0.90.5724

=1.572



e. 1000 Ω

FF = V ac

V dc

=0,5 V m

0,318 V m

= 0,5 x1,80,318 x1,8

= 0.90.5724

=1.572

f. 1500 Ω

FF = V ac

V dc

=0,5 V m

0,318 V m

= 0,5 x1,80,318 x1,8

= 0.90.5724

=1.572

g. 2000 Ω

FF = V ac

V dc

=0,5 V m

0,318 V m

= 0,5 x1,80,318 x1,8

= 0.90.5724

=1.572

h. 2200 Ω

FF = V ac

V dc

=0,5 V m

0,318 V m

= 0,5 x1,80,318 x1,8

= 0.90.5724

=1.572

3) Riple Faktor (RF)

a. 100 Ω

RF = Vac/Vdc = √(V rms

V dc)

2

−1=√FF−1 = √1,572−1 = √0.572=0.756

b. 150 Ω


V dc)

2

−1=√FF−1 = √1,572−1 = √0.572=0.756

c. 220 Ω


V dc)

2

−1=√FF−1 = √1,572−1 = √0.572=0.756

d. 470 Ω


V dc)

2

−1=√FF−1 = √1,572−1 = √0.572=0.756

e. 1000 Ω


V dc)

2

−1=√FF−1 = √1,572−1 = √0.572=0.756



f. 1500 Ω


V dc)

2

−1=√FF−1 = √1,572−1 = √0.572=0.756

g. 2000 Ω


V dc)

2

−1=√FF−1 = √1,572−1 = √0.572=0.756

h. 2200 Ω


V dc)

2

−1=√FF−1 = √1,572−1 = √0.572=0.756

4) Transfer Utilitation Factor (TUF)

a. 100 Ω

TUF (Transfer Utilitation Factor) = Pdc

V s x I s =

V dc x Idc

0,707 V m x0,5 V m

R

= 0.0374

1.2726 x0.9100

= 0.0374

1.2726 x0.9100

=0.03740.0114

=3.29

b. 150 Ω


V s x I s =

V dc x Idc

0,707V m x0,5 V m

R

= 0.0261

1.2726 x0.9150

= 0.0261

1.2726 x0.9150

=0.02610.0076

=3.43

c. 220 Ω


V s x I s =

V dc x Idc

0,707 V m x0,5 V m

R

= 0.0209

1.2726 x0.9220



= 0.0209

1.2726 x0.9220

=0.02090.0052

=4.02

d. 470 Ω


V s x I s =

V dc x Idc

0,707 V m x0,5 V m

R

= 0.429

1.2726 x0.947 0

= 0.429

1.2726 x0.947 0

= 0.4290.0 024

=178.75

e. 1000 Ω


V s x I s =

V dc x Idc

0,707V m x0,5 V m

R

= 0.00525

1.2726 x0.9

1000

= 0.00525

1.2726 x0.9

1000

=0.005250.0011

=4.77

g. 1500 Ω


V s x I s =

V dc x Idc

0,707 V m x0,5 V m

R

= 0.00375

1.2726 x0.9

1500

= 0.00375

1.2726 x0.9

1500

=0.003750.0008

=4.69

h. 2000 Ω


V s x I s =

V dc x Idc

0,707V m x0,5 V m

R

= 0.00273

1.2726 x0.9

2000

= 0.00273

1.2726 x0.9

2000

=0.002730.0006

=4.55

4) Vrms dan Irms



a. 100 Ω * 5 Volt/Div

V rms=0,5 xV m=0,5 x1.8=0,9 V

I rms=0,5 x V m

R=0,5 x 1,8

100= 0,9

100=0,009 A

b. 150 Ω * 5 Volt/Div

V rms=0,5 xV m=0,5 x1.8=0,9 V

I rms=0,5 x V m

R=0,5 x 1,8

150= 0,9

150=0,006 A

c. 220 Ω * 5 Volt/Div

V rms=0,5 xV m=0,5 x1.8=0,9 V

I rms=0,5 x V m

R=0,5 x 1,8

220= 0,9

220=0,0041 A

d. 470 Ω * 5 Volt/Div

V rms=0,5 xV m=0,5 x1.8=0,9 V

I rms=0,5 x V m

R=0,5 x 1,8

470= 0,9

470=0,0019 A

e. 1000 Ω * 5 Volt/Div

V rms=0,5 xV m=0,5 x1.8=0,9 V

I rms=0,5 x V m

R=0,5 x 1,8

1000= 0,9

1000=0,0009 A

f. 1500 Ω * 5 Volt/Div

V rms=0,5 xV m=0,5 x1.8=0,9 V

I rms=0,5 x V m

R=0,5 x 1,8

1500= 0,9

1500=0,0006 A

g. 2000 Ω * 5 Volt/Div

V rms=0,5 xV m=0,5 x1.8=0,9 V

I rms=0,5 x V m

R=0,5 x 1,8

2000= 0,9

2000=0,00045 A

h. 2200 Ω * 5 Volt/Div

V rms=0,5 xV m=0,5 x1.8=0,9 V



I rms=0,5 x V m

R=0,5 x 1,8

2200= 0,9

2200=0,00041 A

Analisa Kesalahan pada Percobaan

Tabel 1. Tabel Pengamatan

Beban (R)

Ω

Input Idc

(mA)

Vdc

(volt)Vm (cm) Vrms (volt)

100 1.8 0.9 22 1.7

150 1.8 0.9 14.5 1.8

220 1.8 0.9 11 1.9

470 1.8 0.9 330 1.3

1000 1.8 0.9 2.5 2.1

1500 1.8 0.9 1.5 2.1

2000 1.8 0.9 1.3 2.1

2200 1.8 0.9 1.2 2.1

Pada table yang diberi tanda di atas, diketahui bahwa nilai yang didapatkan dari

hasil pengamatan/percobaan diketahui tidak seperti pengukuran lainnya, seharusnya

arus dc yang didapatkan berkisar ± 5 mA namun dari hasil yang didapatkan dari

percobaan didapati besaran arus adalah 330 mA. Berikut pun dengan hasil

pengukuran tegangan dc yang didapatkan yakni 1,3 volt, seharusnya tegangan yang

didapatkan pada rangkaian tersebut berkisar ±1, 9 – 2 volt. Hal-hal di atas tersebut

dapat terjadi dengan beberapa kemungkinan, yakni:

1) Kesalahan pada pemilihan resistor yang dikira oleh pencoba 470 Ω;

2) Kesalahan pencoba pada saat membaca alat ukur;

3) Alat ukur yang digunakan pada saat itu adalah amperemeter dc, bukan

miliampermeter dc, sehingga ketelitiannya kurang.

VII. Kesimpulan

Dari hasil percobaan di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa, dengan menggunakan

satu buah diode dapat menyearah tegangan setengah gelombang. Dimana arus akan

mengalir dari anoda ke katoda yang memungkinkan diode bekerja pada bias maju. Selain



itu dengan penambahan beban yang berupa R (Resistor) yang berubah-ubah besarannya

makan arus dc yang didapat pada sisi output diode pun akan semakin mengecil sesuai

dengan penambahan besaran nilai resistansi pada resistor yang digunakan sebagai beban.

Sedangkan untuk tegangannya (Vdc) akan semakin besar sesuai dengan penambahan nilai

resistansi pada resistor beban.

Disamping itu pada sisi analisa pada bentuk gelombang, penambahan nilai besaran

resistansi pada sisi beban akan berpengaruh pada sisi ripple gelombang output pada

beban, semakin besar nilai resistansi beban atau semakin kecil akan berbeda ripple

gelombangnya, pada jarak antar kedua gelombang dc tak sempurna tersebut.

VIII. Referensi

Sendra, Adel. 1990. Rangkaian Mikro Elektronika. Jakarta : Erlangga

Dioda, Teknik Elektro, Dioda sebagai Penyearah

(http://teknik-elektro.blogspot.com/dioda/data2/file/doc), online, diakses 13

Februari 2012

E-lab UI. 2010. Modul Praktikum Rangkaian Elektronika. Depok. Departemen Teknik

Elektro. Fakultas Teknik Universitas Indonesia.


http://teknik-elektro.blogspot.com/dioda/data2/file/doc

Documents

Laporan 1 Elektronika Daya