PENYEARAH GELOMBANG PENUH
KELOMPOK : 3 ANGGOTA KELOMPOK : 1. ISTIVAN NUR PERMADI 2. NABILLA SELGHEA 3. NUR FADHILLAH SANI KELAS : T. Telekomunikasi 3D MATA KULIAH : LAB. ELKA ANALOG
TEKNIK ELEKTRO / TEKNIK TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI JAKARTA 2011 PERCOBAAN V RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG PENUH
I.
TUJUAN
Menyelidiki dan mempelajari sifat-sifat dari rangkaian penyearah gelombang penuh Mempelajari karakteristik dan sifat filter penyearah gelombang penuh
II.
LANDASAN TEORI
Sebagai penyearah tegangan, dioda digunakan untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) menjadi tegangan searah(DC). Penyearah tegangan ini ada 2 macam, yaitu: 1. Penyearah setengah gelombang (half-wave rectifier) 2. Penyearah gelombang penuh (full-wave rectifier) Kelemahan dari penyearah setengah gelombang adalah arus listrik yang mengalir ke beban hanya separuh dari setiap satu putaran (2π). Hal ini akan menyulitkan dalam proses filtering (penghalusan). Untuk mengatasi kelemahan ini adalah menggunakan penyearah gelombang penuh. Saat digunakan sebagai penyearah gelombang penuh, dioda secar a 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 (center tap) di gunakan 2 dioda saja sebagai penyearahnya. Pada percobaan ini menggunakan transformator CT dengan 2 buah dioda. penyearah gelombang penuh menggunakan 2 dioda ini hanya bisa digunakan pada transformator CT, dimana tegangan sekunder yang dihasilkan oleh trafo CT ini adalah: V2=12N2N1V1 Dimana V1 = tegangan primer dan V 2= tegangan sekunder.
Cara kerja penyearah gelombang penuh jenis ini dapat dijelaskan seperti berikut :
Pada artikel mengenai trafo diketahui bahwa pada bagian sekunder trafo CT terdapat 2 sinyal output yang terjadi secara bers amaan, mempunyai amplitudo yang sama namun berlawanan fasa. Saat tegangan input (teg primer) berada pada
siklus positif, pada titik AO akan terjadi siklus positif sementara pada titik OB akan terjadi siklus negatif. Akibatnya D1 akan mengalami bias maju, sedangkan D2 mengalami bias mundur. Sehingga arus akan mengalir melalui D1 menuju ke beban dan kembali ke titik center tap.
Saat tegangan input (teg primer) berada pada siklus negatif, pada titi k AO akan terjadi siklus negatif sementara pada titik OB akan terjadi siklus positif. Akibatnya D2 akan mengalami panjaran maju (forward bias) sedangkan D1 mengalami panjaran balik (reverse bias) sehingga arus akan mengalir melalui D2 menuju ke beban dan kembali ke titik center tap.
Dari penjelasan cara kerja penyearah gelombang penuh jenis ini terlihat bahwa tegangan yang terjadi pada beban mempunyai polaritas yang sama tanpa mempedulikan dioda mana yang menghantar karena arus mengalir melalui arah yang sama sehingga akan terbentuk gelombang penuh yang disearahkan
Sebagaimana telah diketahui bahwa arus dc yang keluar dari diode masih berupa deretan pulsa-pulsa. Tentu saja arus dc semacam ini tidak cocok atau tdak dapat digunakan oleh perangkat elektronik apapun. Untuk itu perlu dilakukan suatu cara filtering agar arus listrik dc yang masih berupa pulsa-pulsa menjadi arus listrik dc yang halus atau rata. Salah satu caranya dengan menggunakan filter kapasitor.
III.
ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN
No.
Trafo center tap
1
2
Multimeter
2
3
Osiloskop
1
4
Dioda silicon
2
5
Resistor
7
1. 2. 3. 4.
Jumlah
1
6
IV.
Alat-alat
Kapasitor
Kabel penghubung
470Ω 1µF, 22µF, 100µF, dan 1mF Secukupnya
CARA MELAKUKAN PERCOBAAN
Membuat rangkaian seperti gambar 2 dengan RL sebesar 470Ω dan Vin (ac) = 24 Vpp. Mengukur besar Vout (dc) dan Iout (dc). Menggambar bentuk gelombang Vin (ac) dan Vout (dc). Menambahkan filter C sebesar 1µF parallel dengan R L dan mengulangi langkah 2 dan 3. 5. Mengganti filter C berturut-turut sebesar 22µF dan 100µF lalu mengulangi langkah 2 dan 3. 6. Dengan filter C sebsar 22µF pada rangkaian, menambahkan low pass filter RC dengan R sebesar 56Ω dan C sebesar 1mF lalu mengulangi langkah 2 dan 3.
V.
HASIL PERCOBAAN Vout (dc)
Iout (dc)
Idioda
Vin Ukur
VI.
Hitung
ukur
Hitung
ukur
Hitung
Tanpa C
6V
4,2V
4,5V
0,8V
0,97V
0,45mA
1,5mA
C = 1µF
6V
5V
6V
1,05V
1,2V
0,55mA
0.46mA
C = 22µF
6V
6,3V
7,9V
1,3V
1,69V
0,75mA
0,05mA
C= 100µF
6V
6,4V
8,1V
1,35V
1,7V
0,65mA
0,17mA
C = 1Mf
6V
7V
8,1V
1,3V
1,7V
0,7mA
4,2mA
ANALISA
Rumus-rumus yang digunakan pada percobaan ini adalah:
a. Ketika tanpa C
Vm = Vpp Vdc = 2Vmπ Idc = VdcRl Idioda = VppRl
b. Dengan C
Vm = Vin√2 Vdc = Vm-Vpp2 Idc = VdcRl Idioda = Vpp2Rl
Dari hasil perhitungan ketika dibandingkan dengan hasil percobaan terlihat perbedaan yang cukup besar. Hal ini bisa terjadi karena 2 hal, pertama karena kesalahan saat percobaan, seperti pembacaan bentuk gelombang dan instrument lainnya, kedua penggunaan rumus yang kurang tepat juga.
Data yang didapat dari percobaan diabadikan dengan mengambil gambar bentuk gelombangnya.
a. Tanpa Kapasitor Arus setengah gelombang pertama pada AC-source 1 bernilai positif, maka arus akan mengalir ke beban (R-load) melalui D1 (forward bias). Sedangkan pada arus setengah gelombang pertama pada AC-source 2 bernilai negatif akan ditahan (blocking) oleh D2 (reverse bias) sehingga tidak dapat mengalir ke beban, hal ini diilustrasikan pada gambar berikut:
Pada arus setengah gelombang kedua pada AC-source1 bernilai negative sehingga arus ditahan (blocking) oleh D1 (reverse bias) dan tidak dapat mengalir ke beban, tetapi sebaliknya pada saat arus setengah gelombang kedua pada AC-source2 bernilai positif, maka arus akan mengalir ke beban (R-load) melalui D2 (forward bias). Sehingga menghasilkan penyearah gelombang penuh dari AC ke DC, seperti diilustrasikan pada gambar berikut:
b. Kapasitor 1uF Gambar disamping adalah gambar gelombang dari rangkaian rectifier dengan menambahkan filter C (harga C =1uF). Ternyata dengan filter ini bentuk gelombang tegangannya bisa menjadi lebih rata. Garis kemiringannya bergantung kepada besar muatan dari kapsitor. Semakin besar muatan yang dapat di tampung kapasitor, maka akan semakin landai pula gelombangnya (semakin mendekati DC). Sebenarnya garis kemiringan ini bukanlah garis lurus, melainkan eksponensial sesuai dengan sifat pengosongan kapasitor.
Lamanya waktu pengosongan muatan pada kapasitor ditunjukkan pada kemiringan titik b-c.
c. Kapasitor 22uF t Semakin besar nilai kapasitor, maka kemiringan kurva akan semakin landai.
d. Kapasitor 100uF
Gambar disamping hampir sama dengan gambar sebelumnya, karena kalibrasi pada osiloskop diatur agar tampilan gelombang lebih terlihat.
e. Kapasitor 1mF Kelandaian gelombang semakin terlihat jelas akibat muatan kapasitor yang besar sehingga lamanya waktu pengosongan muatan kapasitor akan semakin lama. Arus semakin DC.
VII.
KESIMPULAN
Penyearah arus gelombang penuh adalah penyearah arus yang menggunakan lebih dari satu dioda sehingga keluaran yang dihasilkan adalah bentuk gelombang penuh, dimana pada tegangan dioda positif arus dioda mengalir, dan pada tegangan negatif arus dioda juga mengalir. Untuk mendapatkan gelombang penuh dibutuhkan transformator dengan center tap (CT). terminal sekunder dari trafo CT mengeluarkan dua buah tegangan keluaran yang sama tapi fasa-nya berlawanan dengan titik CT seba gai titik tengahnya. Agar arusnya menjadi dc, maka dipasang filter C parallel dengan bebannya. Semakin besar muatan C, maka semakin dc arusnya dan semakin lurus gelombangnya.
LAMPIRAN
