Catu Daya dan Rangkaian Penyearah Gelombang

10,753 views
10,400 views

Published on

Published in: Education, Business, Technology
0 Comments
3 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
10,753
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
28
Actions
Shares
0
Downloads
306
Comments
0
Likes
3
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Catu Daya dan Rangkaian Penyearah Gelombang

  1. 1. Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Fisika ITB MODUL II Catu Daya dan Rangkaian Penyearah Gelombang1. TUJUAN PRAKTIKUM Setelah melakukan praktikum, praktikan diharapkan telah memiliki kemampuansebagai berikut :1.1. Memahami prinsip dasar dari dioda dan catu daya.1.2. Mengetahui jenis-jenis penyearah gelombang.1.3. Mengetahui dan memahami arti dan cara pengukuran pada pembebanan catu daya.2. ALAT DAN KOMPONEN2.1. Signal Generator2.2. Osiloskop2.3. Multimeter2.4. Catu daya dc2.5. Kit Penyearah Gelombang2.6. Jumper3. DESKRIPSI3.2. DIODA Dioda merupakan suatu komponen elektronik yang dapat melewatkan arus padasatu arah saja. Hal ini dapat terjadi karena adanya sambungan p-n, jika dioda kita beritegangan panjar mundur maka bandgap antara pita konduksi dengan pita valensi akansemakin besar sehingga menyebabkan tidak adanya elektron yang berpindah dari pitakonduksi ke pita valensi. Sedangkan jika kita beri tegangan panjar maju maka bandgapantara pita konduksi dan pita valensi menjadi kecil yang menyebabkan elektron dapatberpindah dari pita konduksi ke pita valensi sehingga menyebabkan adanya arus yangmengalir. Kita dapat menyelidiki karakteristik statik dioda, dengan cara memasang diodaseri dengan sebuah catu daya dc dan sebuah resistor. Kurva karakteristik statik diodaModul Praktikum FI – 2104Elektronika Dasar 1
  2. 2. Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Fisika ITBmerupakan fungsi dari arus ID, arus yang melalui dioda, terhadap tegangan VD, bedategang antara titik a dan b (lihat gambar 1 dan gambar 2) Karakteristik statik dioda dapat diperoleh dengan mengukur tegangan dioda (Vab)dan arus yang melalui dioda, yaitu ID. Dapat diubah dengan dua cara, yaitu mengubahVDD. Bila arus dioda ID kita plotkan terhadap tegangan dioda Vab, kita perolehkarakteristik statik dioda. Bila anoda berada pada tegangan lebih tinggi daripada katoda(VD positif) dioda dikatakan mendapat bias forward. Bila VD negatip disebut biasreserve atau bias mundur. Pada gambar 2 VC disebut cut- in-voltage, IS arus saturasi danVPIV adalah peak- inverse voltage. Bila harga VDD diubah, maka arus ID dan VD akanberubah pula. Bila kita mempunyai karakteristik statik dioda dan kita tahu harga VDDdan RL, maka harga arus ID dan VD dapat kita tentukan sebagai berikut. Dari gambar 1. Bila hubungan di atas kita lukiskan pada karakteristik statik dioda kita akanmendapatkan garis lurus dengan kemiringan (1/RL). Garis ini disebut garis beban (loadline). Ini ditunjukkan pada gambar 3. Kita lihat bahwa garis beban memotong sumbu V dioda pada harga VDD yaitu bila arus I=0, dan memotong sumbu I pada harga (VDD/RL). Titik potong antara karakteristik statik dengan garis bebanModul Praktikum FI – 2104Elektronika Dasar 2
  3. 3. Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Fisika ITBmemberikan harga tegangan dioda VD(q) dan arus dioda ID(q). Dengan mengubah hargaVDD kita akan mendapatkan garis-garis beban sejajar seperti pada gambar 3. BilaVDD<0 dan |VDD| < VPIV maka arus dioda yang mengalir adalah kecil sekali, yaituarus saturasi IS. Arus ini mempunyai harga kira-kira 1 µA untuk dioda silikon.3.3. CATU DAYATRANSFORMATOR Transformator berfungsi untuk menurunkan atau menaikkan tegangan AC. Dalampercobaan ini digunakan transformator untuk menurunkan tegangan sekunder. Perhatikandiagram transformator pada gambar 1. T RL CT PLN V Gambar 4. Pembebanan transformator Setiap transformator memiliki hambatan keluaran Ro, yang akan menyebabkanturunnya tegangan sekunder dari trafo jika dipasang beban antara CT dan V. Teganganturun sebesar V = IL Ro, dimana IL adalah arus beban. Makin besar arus beban yangditarik, makin kecil tegangan keluaran.Tegangan keluaran dalam keadaan terbebani (Vob) adalah Vob = Voo-IL Ro, sedangkanVoo adalah tegangan keluaran tanpa beban yang merupakan tegangan keluaran transfor-mator diukur dengan multimeter tanpa beban.Hal tersebut perlu kita lakukan untuk dapat menentukan hambatan keluarantransformator, karena kita tidak memiliki amperemeter yang dapat mengukur langsungarus beban.PENYEARAH Untuk memperoleh tegangan penyearah yang cukup konstan pada suatu harga,kita dapat membuat penyearah tegangan dengan menggunakan dioda. Kita dapatmembuat berbagai macam rangkaian penyearah, misalnya rangkaian penyearah dengantapis yang berfungsi meratakan tegangan keluaranModul Praktikum FI – 2104Elektronika Dasar 3
  4. 4. Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Fisika ITB D Vo T PLN CT RL t Gambar 5. Penyearah setengah gelombang D1 Vo Vc = T a c Va PLN CT RL t V D2 b b Gambar 6. Penyearah gelombang penuh D1 T RL + CT PLN C D2 Gambar 7. Penyearah dengan tapisAdanya hambatan keluaran transformator yang menyebabkan hilangnya atau turunnyategangan keluaran dapat kita hindari dalam batas-batas arus beban tertentu. Untuk tujuantersebut kita dapat memasang dioda zener dalam rangkaian kita. Jadi kita dapat membuatpenyearah gelombang dengan menggunakan dioda, kapasitor, dan dioda zener denganberbagai macam desain.CATU DAYA TEREGULASI ZENER D1 RS T a c Is IL CT + PLN C RL Z D2 Iz b Gambar 8. Penyearah dengan regulator zenerModul Praktikum FI – 2104Elektronika Dasar 4
  5. 5. Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Fisika ITB Tegangan keluaran dari penyearah akan mengalami penurunan tegangan jika kitabebani. Kita dapat mencegah terjadinya hal ini sehingga kita memperoleh penyearahyang tidak akan turun tegangan keluarannya jika kita bebani dalam batas-batas tertentu.Dengan menggunakan dioda zener maka tujuan tersebut akan dapat dicapai.3.3. Pembebanan Catu Daya . Agar rangkaian elektronika bekerja dengan baik maka diperlukan catu daya,tetapi catu daya memiliki keterbatasan juga mengenai berapa besar daya yang dapatdihasilkannya untuk membuat rangkaian elektronika bekerja dengan baik. Hal inimenyangkut tahanan dalam catu daya, jadi pelajarilah mengenai hambatan Thevenin dankurva pembebanan dengan baik. Pada praktikum ini akan dipelajari mengenaipembebanan pada catu daya sehingga nantinya Anda dapat mengoptimasikan kerja catudaya.4. PERCOBAAN 4.1. Perhatikanlah keterangan dan peragaan asisten anda tentang penggunaan alat- alat ukur yang akan anda gunakan selama praktikum. Simaklah dengan baik dan bila ada keterangan yang belum jelas, janganlah segan untuk bertanya pada asisten 4.2. Setelah anda mengerti semua keterangan yang diberikan asisten, cobalah oleh anda sendiri melakukan kalibrasi alat-alat ukur yang tersedia. Janganlah ragu- ragu untuk bertanya pada asisten jika anda belum dapat melakukan kalibrasi .A. Dioda 4.3. Pasang rangkaian seperti pada gambar 1 4.4. Pasang VDD muali dari 0 volt sampai 5 volt (buat tabel dengan kelipatan VDD=0,2 volt). Dengan multimeter, ukur dan catat V b dan Vbc untuk setiap a harga VDD. 4.5. Hitung arus Dioda ID= (V bc/RL). 4.6. Dari data pengukuran ini lukiskan kurva karakteristik statik dioda pada kertas grafik.B. Penyearah setengah Gelombang 4.7. Pasang rangkaian seperti pada gambar 5.Modul Praktikum FI – 2104Elektronika Dasar 5
  6. 6. Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Fisika ITB 4.8. Amati keluaran dengan osiloskop dan multimeter. Analisa hasil pengukuran tersebut. 4.9. Amati keluaran dengan osiloskop pada saat polaritas dioda dibalikkan. Analisa hasil pengukuran dan bandingkan dengan keluaran pada no. 4.4C. Pembebanan pada catu daya Penyearah gelombang penuh 4.10. Pasang rangkaian seperti pada gambar 6. 4.11. Lakukanlah pembebanan dengan menggunakan resistor yang disediakan pada kit praktikum dengan menggunakan multimeter dan osiloskop. Ukurlah dahulu besar tahanan pada bangku resistor dengan menggunakan multimeter. Lakukan 5 kali pengukuran dan tabelkan hasil percobaan anda sebagai berikut. Vo,terbuka RL Vo5.12 Catat bentuk-bentuk tegangan pada titik a,b,c terhadap ground untuk setiappembebanan.5.14 Tambahkan kapasitor pada rangkaian sehingga kapasitor terpasang pararel dengan RL.5.15 Ulangi Percobaan (C) dengan nilai kapasitor ya ng berbeda.5.16 Catat besar dan bentuk tegangan ripple untuk tiap pengukuran dengan C=1000 µF, dan C= 100 µF.Catu Daya dengan regulator Zener.5.17 Pasang rangkaian seperti gambar 8.5.18 Lakukan pengukuran pada titik a,b dengan osiloskop dan multimeter untuk menentukan lengkung pembebanan. Lakukanlah pembebanan dengan menggunakan bangku resistor yang disediakan. Ukurlah dahulu besar tahanan pada bangku resistor dengan menggunakan multimeter. Lakukan 5 kali pengukuran dan tabelkan hasil percobaan anda sebagai berikut.Modul Praktikum FI – 2104Elektronika Dasar 6
  7. 7. Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Fisika ITB Vo,terbuka RL Vo6. TUGAS LAPORAN6.1. Lengkapilah semua tabel hasil percobaan AndaPembebanan penyearah gelombang penuh6.2. Lukis bentuk gelombang yang anda amati pada titik a,b,c. Tulis hasil pengamatan dalam bentuk tabel. Terangkan perbedaan pembacaan dengan osiloskop dan multimeter.6.3. Lukis bentuk isyarat keluaran jika polaritas dioda dibalik. Jelaskan mengapa demikian!6.4. Lukis lengkung pembebanan dan tentukan R0 penyearah bertapis.6.5. Bandingkan nilai Vrpp yang anda amati dengan perkiraan kasar (secara teori) untuk kedua kapasitansi yang digunakan.Catu daya dengan regulator zener6.6. Lukis lengkung pembebanan pada percobaan ini dan tentukan R0 pada keadaan teregulasi dan tak teregulasi.Pertanyaan6.7. Sebutkan perbedaaan pengukuran antara voltmeter dan hasil pengukuran osiloskop. Apakah voltmeter yang anda gunakan pada praktikum ini dapat digunakan mengukur isyarat persegi dan segitiga (uraikan alasan-alasan anda ).6.8. Mengapa pada saat keluaran generator isyarat dengan frekuensi 10 Hz pengukuran dengan multimeter menyebabkan jarumnya bergetar.6.9. Dari kurva pembebanan catu daya yang anda buat, apakah jenis catu daya yang anda gunakan pada praktikum teregulasi atau tak teregulasi (berikan alasan-alasannya) dan berapakah besarnya hambatan dalam catu daya anda.Modul Praktikum FI – 2104Elektronika Dasar 7
  8. 8. Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Fisika ITBModul Praktikum FI – 2104Elektronika Dasar 8

×