Penyearah Dan Catu Daya

PENYEARAH DAN CATU DAYA

January 2, 2010

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

LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR I

64


January 2, 2010

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 = I L 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 - I L 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


65


January 2, 2010

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.


66


January 2, 2010

Gambar 6.4 Penyearah dengan pengaturan zener (Firdaus, 2008 : 26-28 ).

Prinsip penyearah ( rectifier ) yang paling sederhana ditunjukkan pada gambar1 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.


67


January 2, 2010

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.


68


January 2, 2010

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,

69


January 2, 2010

(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

1.

Transformatr

2. 3. 4. 5.

Dioda Penyearah Kapasitor dan resistor Dioda Zener Papan resistor

6.

Osiloskop

7 . 8.

Kabel Penghubung Kertas grafik

Fungsi 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.


NST

JU

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

70


VI.4

1.

January 2, 2010

PROSEDUR PERCOBAAN

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


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


71


January 2, 2010

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


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


72


January 2, 2010

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


73


January 2, 2010

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


74


January 2, 2010

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


75


VI. 6

January 2, 2010

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

76


January 2, 2010

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.


77


January 2, 2010

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.


78

Penyearah Dan Catu Daya

Recommend Documents