BAB
I
PENDAHULUAN
1.1.
Latar Belakang
Sebagian besar
peralatan elektronik memrlukan arus searah untuk dapat bekerja. Oleh karena itu
dibutuhkan sebuah alat yang dapat berfungsi sebagai penyearah tegangan bolak –
balik (AC) dari perusahaan listrik PLN menjadi arus searah DC. Peralatan kecil
portabel kebanyakan menggunakan baterai sebagai sumber dayanya,namun sebagian
besar peralatan menggunakan sember daya AC 220 volt - 50Hz. Didalam peralatan
tersebut terdapat rangkaian yang sering disebut sebagai adaptor atau penyearah
yang mengubah sumber AC menjadi DC. Bagian terpenting dari adaptor adalah
berfungsinya diode sebagai penyearah (rectifier). Sebagaian besar peralatan
elektronik memerlukan arus searah untuk dapat bekerja,dalam hal ini yang di
maksud adalah power supply/ catu daya yang fungsinya sebagai rangkaian
penyearah. Selain itu, di dalam catu daya biasanya diberi tambahan filter agar
tegangan keluarannya lebih rata.
Pada percobaan
kali ini akan dipelajar bagaimana bentuk
tegangan yang dihasilkan oleh penyearah arus setengah gelombang. Oleh karena
itu percobaan ini penting untuk dilakukan agar dapat diterapkan dalam aplikasi
kehidupan sehari-hari.
1.2.
Rumusan Masalah
Bagaimana bentuk tegangan yang
dihasilkan oleh penyearah arus setengah gelombang?
1.3.
Tujuan
Mengamati bentuk tegangan yang dihasilkan
oleh penyearah arus setengah gelombang.
1.4.Definisi
Istilah
a. Penyearah
/ rectifier adalah pengubah sebuah tegangan arus listrik bolak-balik (AC)
menjadi arus listrik searah (DC).
b. Arus
listrik adalah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu.
c. Gelombang
adalah bentuk dari getaran yang merambat pada suatu medium
d. Tegangan
listrik adalah perbedaan potensi listrik antara dua titik dalam rangkaian
listrik, dinyatakan dalam satuan volt
e. Panjang
gelombang adalah jarak di antara unit berulang dari gelombang, yang diukur dari
satu titik pada gelombang ke titik yang sesuai di unit berikutnya
1.5.
Hipotesis
Bentuk tegangan yang
dihasilkan oleh penyearah arus setengah gelombang yaitu setengah panjang gelombang dari tegangan bolak-balik
sumbernya
1.6.
Tinjauan Masalah
Rangkaian penyearah yang paling sederhana
adalah penyearah setengah-gelombang, terdiri dari sebuah diode yang dipasang
pada sisi sekunder sebuah trafo dan diserikan dengan sebuah beban R, seperti
pada gambar penyearah setengah gelombang. Tegangan
searah yang dibutuhkan oleh beban, seperti lampu, relay, bateray, dll.
Transformator mengubah tegangan bolak balik tertentu menjadi tegangan sesuai
untuk disearahkan.
Untuk mengamati langsung bentuk grafik
arus bolak-balik kita gunakan sebuah osiloskop. Dari gambar sinusoidal yang
terlihat pada layar osiloskop, kita dapat menentukan nilai maksimum dan nilai
puncak ke puncak dari arus bolak-balik. Osiloskop adalah piranti pengujian yang
sangat serbaguna yang dapat digunakan dalam beragama pengukuran, dimana
aplikasi terpentingnya adalah tampilan berupa bentuk gelombang tegangan
terhadap waktu. (Tipler, 2001: 131)
Rangkaian penyearah
setengah lingkaran artinya hasil penyearah hanya pada bagian positif, yaitu
setengah panjang gelombang dari tegangan bolak-balik sebagai sumbernya. untuk
mengurangi besarnya tegangan yang sampai kediode digunakan trafo, yang kumparan
primernya dapat langsung dihubungkan kejala-jala listrik. Jumlah lilitan
kumparan kedua harus dihitung sedemikian rupa sehingga tegangan sekundernya
masih dalam bata stegangan diode yang diperkenankan.
Pada saat arus
bolak balik mengalir positif pada setengah panjang gelombang pertama, sesuai
dengan arah panah dioda, dioda akan mengalir arus. Pada saat arus bolak balik
mengalir negative pada setengah panjang gelombang berikutnya, berlawanan dengan
arah diode, diode tidak melewatkan arus.
Aplikasi umum dari dioda berupa aplikasi dalam
rangkaian penyearah setengah gelombang. Dalam rangkaian penyearah setengah
gelombang, hasil penyearah hanya pada bagian positif yaitu setengah dari
panjang gelombang, dari tegangan bolak-balik sebagai sumbernya.
Pada saat arus bolak-balik mengalir positif pada
setengah panjang gelombang pertama, sesuai dengan panah dioda, dioda akan
mengalirkan arus. Pada saat arus bolak-balik mengalir negatif pada setengah
panjang gelombang berikutnya, berlawanan dengan arah dioda, dioda tidak
melewatkan arus.
Diasumsikan bahwa sumber tegangannya atau resistansi
dalamnya sangat rendah bila dibandingkan 
sehingga menghasilkan:
sehingga menghasilkan:
Dikarenakan dioda tersebut nonlinear, maka persamaan
di atas merupakan persamaan nonlinear dan dengan cara grafis dapat didekati
dengan dua rangkaian linear, yang biasanya berupa penyajian untuk mendapat
dioda bias maju dan bias balik.
Keluaran arus yang hanya setengah panjang gelombang
ini sudah tentu tidak efisien, karena daya dari setengah gelombang yang lain
tidak dimanfaatkan. Maka setengah gelombang yang lain harus disearahkan pula.
Rangkaian setengah gelombang artinya hasil penyearah
hanya pada bagian positif, yaitu setengah panjang gelombang, dari tegangan
bolak balik sebagai sumbernya. Untuk mengurangi besarnya tegangan yang sampai
ke dioda digunakan trafo, yang kumparan primernya dapat langsung dihubungkan ke
jala-jala listrik. (Malvino, 1985:
129).
Penyearah digunakan untuk mengubah tegangan
bolak-balik menjadi tegangan searah. Diode dapat berfungsi sebagai penyearah
karena diode hanya dapat menghantarkan arus dalam satu arah saja yaitu dari
anode ke katode.
Ø Rangkaian penyearah setengah
gelombang
Ø Grafik Tegangan Masukan
Ø Grafik Tegangan Keluaran
Rangkaian penyearah setengah gelombang terlihat pada
gambar di atas. Transformator untuk menurunkan tegangan. Transformator tidak
harus digunakan. Transformator dihubungkan dengan tegangan bolak-balik dan
keluaran transformator pun juga merupakan tegangan bolak-balik dengan tegangan
yang lebih rendah. Beda potensial
antara titik A dan titik B adalah tegangan masukan. Saat tegangan positif,
berarti A lebih positif dibandingkan B, sedangkan saat tegangan negatif,
tegangan B lebih positif dibandingkan dengan A. (Sutanto. 1994: 187)
BAB
II
METODOLOGI
2.1. Alat dan Bahan
NO
|
NAMA ALAT/BAHAN
|
Jumlah
|
1
|
Hambatan tetap 470 ohm
|
1
|
2
|
Dioda IN4002
|
1
|
3
|
Papan rangkaian
|
1
|
4
|
Jembatan penghubung
|
2
|
5
|
Saklar 1 kutub
|
1
|
6
|
Kabel penghubung merah
|
2
|
7
|
Kabel penghubung hitam
|
2
|
8
|
Catu-daya
|
1
|
9
|
osiloskop
|
1
|
2.2. Langkah Kerja
A. Persiapan Percobaan
1. Alat dipersiapkan sesuai dengan
daftar alat dan bahan.
2. Rangkaian dibuat seperti gambar
percobaan.
a. Saklar dibuat pada posisi terbuka
(posisi 0).
b. osiloskop berfungsi untuk
memperlihatkan bentuk tegangan listrik.
3. osiloskop
dihubungkan ke sumber tegangan PLN (alat dalam keadaan mati/off)
a. atur kepekaan input vertikal pada
posisi 2 atau 1 vol/div.
b. atur sweep time pada posisi 5 ms/div.
c. atur kepekaan probe pada posisi 1x.
d. osiloskop dalam keadaan terkalibrasi.
4. catu daya dihubungkan ke sumber
tegangan PLN (alat masih dalam keadaan mati/off).
5. pilih tegangan keluaran catu daya 3 V
AC.
6. rangkaian dihubungkan ke catu daya
(gunakan kabel penghubung).
B. Langkah-langkah percobaan
1. osiloskop dihidupkan dan tunggu
beberapa saat hingga terlihat garis pada layar. Lakukan pengaturan secukupnya
pada tombol posisi hingga garis berimpit dengan sumbu X. Jika garis terlihat
tidak stasioner (berkedip), atur tombol sweep time hingga diperoleh garis
stasioner.
2. skala input diatur
pada posisi graoun (GND)
3. osiloskop
dihubungkan ke rangkaian pada titik A dan B (dengan menggunkan kabel probe)
4. catu daya
dihidupkan, dan saklar S ditutup , kemudian skala input osiloskop digeser pada
posisi AC, amati dan gambarkan bentuk tegangan pada kolom hasil pengamatan.
5. skalar S dibuka
(posisi 0) dan pindahkan hubungan osiloskop dengan rangkaian pada titik C dan
D, kemudian skala input osiloskop digeser pada posisi DC.
6. saklar S ditutup
(posisi 1) kemudian amati dan gambarkan bentuk tegangan pada kolom hasil
pengamatan.
7. Saklar S dibuka
(posisi 0), dan putar (balikkan) arah dioda, kemudian lakukan kembali langkah
6.
8. setelah selesai,
matikan kembali osiloskop dan catu-daya.
2.3. Gambar Percobaan
BAB
III
HASIL
dan PEMBAHASAN
3.1 Data
Bentuk
Tegangan Antara titik A dan B
|
Bentuk
Tegangan Antara titik C dan D
|
Bentuk
Tegangan Antara Titik C dan D setelah dioda di balik
|
|||
  |
 |
  |
3.3. Pembahasan
Pratikum
penyearah arus setengah gelombang ini bertujuan mengamati bentuk tegangan yang
dihasilkan oleh penyearah arus setengah gelombang. Untuk mengamati bentuk
tegangan yang dihasilkan kami menggunakan osiloskop untuk menampilkan bentuk
tegangannya yang berupa gelombang. Sedangkan komponen untuk penyearah arus,
kami menggunakan dioda. Yang mana fungsinya sebagai penyearah arus.
Dioda
biasanya diberi symbol seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini. Simbol
tersebut terdiri dari panah yang arahnya menunjukkan arah tegangan positif,
atau ke arah mana arus dapat mengalir dan arah garis tegak-lurus yang
menunjukkan arus tertahan pada arah masuk ke dioda.
P N
Anoda Katoda
Anoda Katoda
Dioda adalah komponen elektronika berbahan
semikonduktor (germanium, silikon) yang mempunyai karakteristik hanya dapat
melewatkan arus forward saja dan menahan arus reverse atau sebagai penyearah
yang dapat merubah arus bolak – balik mejadi arus searah.
Pada percobaan penyearah setengah panjang gelombang
ini terdapat beberapa titik tegangan tempat memasang kabel penghubung merah dan
hitam yang di sambung kangsung dengan probe pada osiloskop yaitu antara titik A
dan B ( titk antara dioda dan capasitor ), pada titk ini input yang diberikan
adalah AC dan gelombang yang dihasilkan berbentuk gelombang sinusoidal penuh.
Antara titik C dan D( antara capasitor), serta antara titik C dan D setelah
dioda dibalik. Kemudian pada percobaan dilakukan saat dioda searah pada
rangkaian maka diperoleh bentuk pada layar osiloskop yakni antara titik A dan B
dengan input AC terlihat bentuk gelombang sinusoidal sumber bolak balik, antara
titik C dan D terlihat bentuk gelombang pada beban RL (setengah periode) dan
terakhir untuk bentuk gelombang pada saat dioda dibalik didapat bentuk gelombang
yang sama dengan tegangan pada posisi C dan D dengan posisi terbalik( di atas
sumbu X ).sehingga ini benar terbukti bahwa dioada adalah suatu alat untuk
penyearah arus. Artinya apabila dioda dibalik maka gelombang yang dihasilkan
juga terbalik.
Pada waktu osiloskop dihubungkan,
bentuk tegangannya berupa gelombang sinusoidal. Bentuk tegangan pada saat
osiloskop dihubungkan dengan titik A dan B, berbentuk gelombang bolak-balik.
Bentuk tegangan pada saat osiloskop dihubungkan dengan titik
C dan D, berbentuk golombang searah dengan sumbu y negatif. Pada saat arus
bolak-balik mengalir positif pada setengah panjang gelombang pertama sesuai
arah panah diode, diode akan mengalirkan arus seperti pada gambar. 
Pada saat diode dibalik, bentuk tegangan ketika
osiloskop dihubungkan dengan titik C dan D berbentuk gelombang searah dengan
sumbu y negatif. Pada saat arus bolak-balik mengalir negatif pada setengah
panjang gelombang berikutnya berlawanan dengan arah diode, diode tidak
mengalirkan arus.
 |
Dalam rangkaian penyearah setengah gelombang, hasil penyearah hanya pada
bagian positif yaitu setengah dari panjang gelombang, dari tegangan bolak-balik
sebagai sumbernya.
Pada saat arus bolak-balik mengalir positif pada setengah panjang gelombang
pertama, sesuai dengan arah panah dioda, dioda akan mengalirkan arus. Pada saat
arus bolak-balik mengalir negative pada setengah panjang gelombang berikutnya, berlawanan dengan arah
dioda, dioda
tidak melewatkan arus.
Salah satu rangkaian dasar dalam elektronika adalah rangkaian penyearah.
Rangkaian ini terdiri dari satu atau beberapa dioda.
Yang menjadi dasar dari penyearah adalah sifat dioda yang hanya
menyearahkan arus pada satu arah tegangan (arah maju ) saja, sedang pada arah
yang berlawanan (arah mundur) arus yang dilewatkan sangat kecil dan diabaikan
Karena sifat dioda yang hanya
menyearahkan arus pada satu arah tegangan positif saja maka dioda dapat
dirangkaikan sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan arus searah
Sebenarnya adapun perbedaan antara penyearah ½ gelombang dan penyearah
gelombang penuh adalah terletak pada tegangan keluaran dari rectifier tersebut,
kalaupenyearah ½ gelombang yang disearahkan hanya separuh dari 1
periodagelombang penuh, sedangkan penyearah gelombang penuh adalahmenyearahkan
½ gelombang positif dan ½ gelombang negatif pada satu perioda gelombang penuh.
BAB IV
PENUTUP
4.1.
Kesimpulan
Dari hasil pengamatan dan pembahasan yang di peroleh tentang mengamati
bentuk tegangan yang dihasilkan oleh penyearah arus setengah gelombang sehingga
dapat disimpulkan diode meneruskan arus pada panjaran arah maju dan memblokir
arus pada panjaran arah balik dan gelombang tegangan yang terbentuk akan
tebalik apabila arah panah dioada dipasang dengan posisi terbalik.
4.2.
Saran
a. Dalam
melakukan praktikum , praktikan di tuntut ketelitian, kesabaran , sehingga data
yang diperoleh valid.
b. Sebaiknya
dalam satu hari hanya dilakukan 1 buah praktikum dan tidak lebih, sehingga
praktikan dapat memaami percobaan tersebut dengan baik.
c. Sebelum
melakukan praktikum, pratikan harus mempelajari dan memahami dahulu materi yang
akan dipraktikumkan, serta membaca dan memahami buku panduan yang berkaitan dengan praktikum
yang akan dilakukan pada waktu itu. Hal ini bertujuan agar dalam pelaksanaan
praktikum tidak kesulitan untuk melakukan praktikum dan agar praktikum berjalan
dengan lancar.
d. Saat
melakukan praktikum harus mengikuti prosedur yang ada.
DAFTAR PUSTAKA
Lowenberg, C. Edwin.
1995. Rangkaian Elektronik. Jakarta : Erlangga
Malvino,
Albert Paul. 1985. Prinsip-prinsip Elektronika Jilid 2. Jakarta
:Erlangga
Sutanto.
1994. Rangkaian Elektronika. Jakarta : UI
Tipler, Paul A. 2001. Fisika Untuk Sains dan Teknik.
Jakarta
; Erlangga
Tidak ada komentar:
Posting Komentar