disini disajikan hasil dari praktikum saya mengenai rangkaian penyearah gelombang dengan menggunakan beberapa komponen.

1. LAPORAN PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA ANALOG
PENYEARAH GELOMBANG
Oleh :
Nama : Ayu Purwati
NIM : 14302241028
Kelas : Pendidikan Fisika I
LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI
JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
2015

2. Percobaan
PENYEARAH GELOMBANG
1. Tujuan
1) Mempelajari cara kerja rangkaian penyearah.
2) Mengamati bentuk gelombang keluaran.
3) Menyelidiki besar faktor riak dan regulasi tegangan.
2. Alat-alat Percobaan
1) Oskiloskop/CRO
2) Voltmeter analog dan digital
3) Papan rangkaian
4) Resistor, kapasitor, potensiometer, diode, transformator
5) Kabel-kabel penghubung.
3. Dasar Teori Singkat
Hampir semua peralatan elektronik memerlukan sumber tegangan searah
untuk dapat bekerja. Alat-alat elektronik dengan daya yang relatif kecil dapat
menggunakan baterai atau aki. Tetapi untuk peralatan yang relatif memerlukan daya
besar lebih baik digunakan sumber tegangan yang berasal dari PLN. Mengingat
listrik dari PLN bolak-balik tentu saja memerlukan rangkaian penyearah. Komponen
elektronik yang berfungsi sebagai penyearah tadi adalah dioda. Dioda mempunyai
sifat dapat menghantarkan arus listrik hanya pada satu arah. Simbol dioda penyearah
adalah sebagai berikut :
Apabila kaki anoda (A) dihubungkan dengan kutub positif dan kaki katoda (K)
dihubungkan dengan kutub negatif dari suatu sumber tegangan dc (atau tegangan A
lebih positif daripada tegangan K), maka arus dapat mengalir dan pada keadaan yang
demikian dikatakan dioda terpanjar maju (forward bias). Pada pemasangan yang
sebaliknya, anoda dihubungkan dengan kutub negatif sedangkan katoda dengan kutub
positif, maka arus tidak dapat mengalir asalkan tidak melebihi batas tegangan
dadalnya. Pemasangan yang demikian dikatakan dioda terpanjar mundur (reverse
bias).

3. Apabila sebuah dioda dipasang pada sumber tegangan bolak-balik, misalkan
PLN (setelah melewati transformator step-down), maka oleh dioda tegangan itu akan
diubah menjadi tegangan searah. Rangkaian penyearah sederhana dan bentuk
keluarannya adalah sebagai berikut :
Dari 0 sampai dengan 𝜋 arus dapat diteruskan karena pada saat itu dioda
terpanjar maju. Tetapi dari 𝜋 hingga 2 𝜋 dioda terpanjar mundur, oleh karenanya arus
tidak dapat mengalir. Rangkaian yang demikian tadi disebut rangkaian penyearah
gelombang setengah (half wave rectifier). Jika masukannya (Vi ) sebagai gelombang
sinus, maka keluarannya dapat dituliskan :
V0 = Vm sin 𝜔𝑡 untuk 0 < 𝜔𝑡 < 𝜋
V0 = 0 untuk 𝜋 < 𝜔𝑡 < 2 𝜋
Suatu voltmeter dc analog dibuat sedemikian hingga simpangan jarumnya
menunjukkan tegangan reratanya saja untuk masukan yang berupa gelombang sinus,
dengan demikian tegangan yang terbaca pada voltmeter dc adalah :
Vdc =
𝑉 𝑚
𝜋
= Vrerata

4. (resistansi transformator dan dioda diabaikan). Sedangkan voltmeter ac analog
mengukur tegangan rms (harga efektifnya) pada ujung-ujung sebelum diserahkan, dan
tegangan yang terbaca adalah :
Vac =
𝑉 𝑚
√2
= Veff
Penyearah yang sedikit lebih baik menggunakan dua buah dioda. Rangkaian
ini dapat dipikirkan sebagai dua rangkaian penyearah gelombang setengah yang
bekerja secara bergantian. Rangkaian demikian disebut sebagai rangkaian penyearah
gelombang penuh (full wave rectifier) yang skemanya dapat dilihat pada gambar
berikut :
Jika ujung-ujung keluarannya dihubungkan dengan voltmeter dc, maka jarum
voltmeter menunjukkan tegangan reratanya akan berharga :
Vdc =
2𝑉𝑚
𝜋
= V rerata
( resistansi dari transformator dan dioda diabaikan )

5. Tegangan keluaran yang dihasilkan oleh kedua rangkaian penyearah diatas
belum rata, tetapi masih berbentuk gelombang sinus yang selalu posotif ( searah ).
Untuk me ndapatkan tegangan keluaran yang lenih rata diperlukan suatu tapis ( filter
). Tapis yang paling sederhana adalah sebuah kapasitor yang dipasang paralel dengan
ujung ujung keluarannya. Ingat untuk kapasitor berkutub jangan sampai terbalik.
Gambar rangkaian penyearah bertapis adalah sebagai berikut :
Mengingat sifat kapasitor ( C ) yang dapat diisi muatan mauppun
dikosongkan, dengan terpasangnya C, tegangan keluaran ( V0 ) tidak segera turun
meskipun tegangan masukan Vi sudsh turun. Ini dikarenakan kapasitor memerlukan
waktu untuk mengosongkan muatannya. Sebelum tegangan kapasitor turun ke nol,
tegangan kapasitor tersebut segera naik lagi oleh tegangan masukan. Dengan
demikian sekecil apapun, tegangan keluaran belum rata sempurna, tetapi masih
terdapat riak ( ripple ). Besar riak dinyatakan sebagai tegangan riak ( Vr) yang
besarnya dapat dibuktikan secara teoritis sebagai :
Vr =
𝑉 𝑚
𝑓 𝑅𝑙 𝐶
( untuk penyearah setengah gelombang )

6. Vr =
𝑉 𝑚
2𝑓 𝑅𝑙 𝐶
( untuk penyearah gelombang penuh )
Tampak bahwa tegangan riak ( Vr ) makin kecil untuk nilai C yang semakin
besar. Setelah melalui tapis, tegangan dc ( Vdc) pada keluarannya dapat ditentukan,
diukur maupun dihitung. Besar tegangan dc tersebut tergantung pada RL, C , Vm , dan
f. Dari gambar dapat ditentukan :
Vdc = Vm -
1
2
Vr
Ada beberapa besaran yang menunjukan kualitas suatu penearah dan dua
diantaranya adalah faktor riak ( r ) dan regulasi tegangan ( R ) yang masing-masing
didefinisikan sebagai berikut :
r =
𝑉𝑟,𝑟𝑚𝑠
𝑉 𝑑𝑐
R =
𝑉0 (tan 𝑝𝑎−𝑅 𝐿 )−𝑉0 (𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛−𝑅 𝐿 )
𝑉0 (𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛−𝑅 𝐿)
4. Langkah-langkah Percobaan
Buatlah (set) agar papan rangkaian penyearah yang tersedia membentuk
rangkaian seperti berikut :
Dengan R= 560 Ωatau 47 Ω, C1 = 1𝜇F/25V, C2 = 1𝜇F/25V, dan RL= 10 k Ω.

7. 1. Membuat rangkaian penyearah gelombang setengah (S1 terbuka). Terlebih dahulu
S2 dan S3 terbuka (filter belum digunakan). Dengan S4 tertutup, mengatur RL agar
memberikan arus keluaran (mA) tertentu. Mengukur Vrms, Vdc, RL, Idc dan
memotret bentuk gelombang keluarannya. Selanjutnya mengukur Vdc tanpa RL
dengan cara membuka S4.
2. Seperti langkah 1 tetapi S2 tertutup.
3. Seperti langkah 1, tetapi S2 dan S3 tertutup.
4. Seperti langkah 1, 2 dan 3 tetapi untuk penyearah gelombang dengan cara
S1tertutup.
5. Mencatat semua nilai komponen rangkaian yang digunakan.
5. Data Percobaan
Sesuai dengan langkah – langkah percobaan diatas, maka data yang harus
dicatat baik untuk rangkaian penyearah gelombang setengah maupun rangkaian
penyearah gelombang penuh masing – masing adalah :
Jenis
Rangkain
Bentuk Gelombang Keluaran
Idc
(A)
Vrms
(V)
Vdc
(V)
RL
(Ω)
1. Setengah Gelombang
Dengan
potensio
Tanpa
filter
0.06 5.4 1.7 1000

8. Dengan
1 filter
0.05 4.7 2.5 1000
Dengan
2 filter 0.06 4.5 2.4 1000
Tanpa
Potensi
o
Tanpa
filter 2.6 1000
Dengan
1 filter 3 1000

9. Dengan
2 filter 6 1000
2. Gelombang Penuh
Dengan
potensio
Tanpa
filter 0,115 2 4 1000
Dengan
1 filter
0.125 2.4 4.6 1000
Dengan
2 filter 0,11 2.4 4.8 1000

10. Tanpa
Potensi
o
Tanpa
filter
4.8 1000
Dengan
1 filter 4.8 1000
Dengan
2 filter 5.6 1000

11. 6. Analisa Data
a. Gelombang Input
T = 4.2 div x 0.005 sekon/div
= 0.021 sekon
Vpp = 3.4 div x 5 Volt/div
= 17 Volt
f =
1
𝑇
=
1
0.021
= 48 Hz
Vm =
𝑉𝑝𝑝
2
=
17
2
𝑣𝑜𝑙𝑡
= 8.5 volt
b. Gelombang Output
1) Setengah Gelombang
a) Dengan Potensio
 Tanpa filter
1. Vm = 3.8 div x 2 volt/div
= 7.6 volt
Vrpp = Vm = 7.6 volt
2. Vrms =
𝑉𝑟𝑝𝑝
√2
=
7.6
√2
= 5.4 volt
3. Vdc =
𝑉 𝑚
𝜋
=
7.6
3.14
= 2.4 volt

12. Regulasi tegangan (R)
R =
𝑉0 (tan 𝑝𝑎−𝑅 𝐿 )−𝑉0 (𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 −𝑅 𝐿 )
𝑉0 (𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 −𝑅 𝐿)
=
2.6−1.7
1.7
= 0.52
 Dengan satu filter
Berdasarkan Perhitungan
1. Vm = 3.3 div x 2 volt/div
= 6.6 volt
Vrpp = Vm = 6.6 volt
2. Vrms = 𝑉𝑟𝑝𝑝
√2
=
6.6
√2
= 4.7 volt
3. Tegangan riak
Vr =
𝑉 𝑚
𝑓𝑅 𝐿 𝐶
=
7.6
48𝑥1000𝑥1𝑥10−6
= 158.3 volt
4. Vdc = Vm - ½ Vr
= 7.6 – ½ 158.3
= -71.5 volt
Faktor riak berdasarkan percobaan
r =
𝑉𝑟𝑚 𝑠
𝑉 𝑑𝑐
=
4.7
2.5
= 1.88
Regulasi Tegangan (berdasarkan percobaan)
R =
𝑉0 (tan 𝑝𝑎−𝑅 𝐿 )−𝑉0 (𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 −𝑅 𝐿 )
𝑉0 (𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 −𝑅 𝐿)
=
3−2.5
2.5
= 0.2

13.  Dengan dua filter
Berdasarkan Perhitungan
1. Vrpp = 3.2 div x 2 volt/div
= 6.4 volt
2. Vrms = 𝑉𝑟𝑝𝑝
√2
=
6.4
√2
= 4.5 volt
3. Tegangan riak
Vr =
𝑉 𝑚
𝑓𝑅 𝐿 𝐶
=
7.6
48𝑥1000𝑥2𝑥10−6
= 79.2 volt
4. Vdc = Vm - ½ Vr
= 7.6 –
1
2
79.
= -32 Volt
Faktor riak berdasarkan percobaan
r =
𝑉𝑟𝑚 𝑠
𝑉 𝑑𝑐
=
4.5
2.4
= 1.9
Regulasi Tegangan (berdasarkan percobaan)
R =
𝑉0 (tan 𝑝𝑎−𝑅 𝐿 )−𝑉0 (𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 −𝑅 𝐿 )
𝑉0 (𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 −𝑅 𝐿)
=
6−2.4
2.4
= 1.5
2) Gelombang Penuh
a) Dengan potensio
 Tanpa filter
1. Vm = 1.4 div x 5 volt/div
= 7 Volt
Vrpp = Vm = 7 volt
2. Vrms =
𝑉𝑟𝑝𝑝
√2
=
7
√2
= 4.9 volt
3. Vdc =
2𝑉 𝑚
𝜋
=
2𝑥7
22
7
= 4.5 volt

14. Regulasi tegangan (R) (berdasarkan percobaan)
R =
𝑉0 (tan 𝑝𝑎−𝑅 𝐿 )−𝑉0 (𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 −𝑅 𝐿 )
𝑉0 (𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 −𝑅 𝐿)
=
4.8−4
4
= 0.2 Volt
 Dengan satu filter
Berdasarkan Perhitungan
1. Vrpp = 1.7 div x 2 volt/div
= 3.4 volt
2. Vrms = 𝑉𝑟𝑝𝑝
√2
=
3.4
√2
= 2.4 volt
3. Tegangan riak
Vr =
𝑉 𝑚
2𝑓 𝑅 𝐿 𝐶
=
7
2𝑥48𝑥1000𝑥1𝑥10−6
= 72.9 volt
4. Vdc = Vm - ½ Vr
= 7 – ½ 72.9
= -29.5 volt
Faktor riak berdasarkan percobaan
r =
𝑉𝑟𝑚 𝑠
𝑉 𝑑𝑐
=
2.4
4.6
= 0.52
Regulasi Tegangan
R =
𝑉0 (tan 𝑝𝑎−𝑅 𝐿 )−𝑉0 (𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 −𝑅 𝐿 )
𝑉0 (𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 −𝑅 𝐿)
=
4.8−4.6
4.6
= 0.043

15.  Dengan dua filter
Berdasarkan Perhitungan
1. Vrpp = 1.7 div x 2 volt/div
= 3.4 volt
2. Vrms = 𝑉𝑟𝑝𝑝
√2
=
3.4
√2
= 2.4 volt
3. Tegangan riak
Vr =
𝑉 𝑚
2𝑓 𝑅 𝐿 𝐶
=
7
2𝑥48𝑥1000𝑥2𝑥10−6
= 36.5 volt
4. Vdc = Vm - ½ Vr
= 7 – ½ 36.5
= -11.2 volt
Faktor riak berdasarkan percobaan
r =
𝑉𝑟𝑚 𝑠
𝑉 𝑑𝑐
=
2.4
4.8
= 0.5
Regulasi Tegangan
R =
𝑉0 (tan 𝑝𝑎−𝑅 𝐿 )−𝑉0 (𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 −𝑅 𝐿 )
𝑉0 (𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 −𝑅 𝐿)
=
5.6 −4.8
4.8
= 0.17

16. 7. Pembahasan
a. Penyearah Setengah Gelombang
Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan, bentuk gelombang
input yang terbentuk adalah gelombang sinusoidal. Gelombang ini merupakan
gelombang arus bolak – balik yang senantiasa berubah terhadap waktu. Namun,
setelah melalui komponen dioda, bentuk gelombang menjadi setengah dari
gelombang input. Ini menunjukkan bahwa pada saat gelombang input melewati
komponen diode maka gelombang tersebut akan disearahkan oleh diode. Namun,
keluaran yang terbentuk ini masih merupakan gelombang yang kasar. Untuk
menghaluskan gelombang keluaran tersebut maka dipasang kapasitor pada
rangkaian. Kapasitor akan menyaring gelombang keluaran sehingga akan
terbentuk gelombang riak yang halus.
Dari gelombang input tersebut diperoleh nilai frekuensi dari tegangan
masukan adalah 48 Hz. Hasil tersebut tidak berbeda jauh dengan frekuensi
tegangan PLN yaitu 50 Hz. Dari gambar gelombang input tersebut juga diperoleh
nilai tegangan peak-to-peak nya adalah 17 volt dan nilai tegangan maksimumnya
adalah 8.5 volt.
Kemudian ketika diukur tegangan keluarannya menggunakan voltmeter,
diperoleh masing – masing nilai berdasarkan percobaan yang dilakukan antara lain
membedakan antara penggunaan kapasitor dengan yang tidak. Berikut rangkuman
hasil yang diperoleh secara percobaan dan secara perhitungan.
Keterangan
RL
(Ω)
Secara Percobaan
Secara
Perhitungan
Vdc (volt) Vdc (volt)
Tanpa filter 1000 1.7 2.4
C1 1000 2.5 -71.5
C1 & C2 1000 2.4 -32
Dapat dilihat bahwa perbandingan hasil data percobaan dengan perhitungan
pada penggunaan kapasitor sangatlah jauh berbeda. Hal tersebut dipengaruhi oleh
beberapa faktor, yaitu penggunaan kapasitor dengan nilai yang terlalu kecil yaitu
1μF dan juga penggunaan beban yang hanya 1000 Ω.
Penggunaan kapasitor juga sangat berpengaruh pada tegangan keluaran yang
dihasilkan. Penggunaan kapasitor pada rangkaian penyearah dapat membuat
tegangan keluaran lebih besar dibandingkan dengan tanpa penggunaan kapasitor.
Pada percobaan yang dilakukan, perbedaan penggunaan satu kapasitor dengan
tanpa kapasitor sudah sesuai dengan teori yang ada yaitu tegangan keluaran pada
penggunaan kapasitor lebih besar dibandingkan dengan tanpa kapasitor. Namun
perbedaan pada penggunaan satu kapasitor dengan penggunaan dua kapasitor

17. tidak menunjukan hal yang serupa. Dalam hasil percobaan menunjukan bahwa
tegangan keluaran pada penggunaan satu kapasitor lebih besar dibandingkan
dengan penggunaan dua kapasitor. Menurut hemat saya, hal tersebut dipengaruhi
beberapa faktor yaitu kekurangan alat yang digunakan dan kurangnya pemahaman
kita saat melakukan percobaaan.
Tegangan riak pada penggunaan satu kapasitor adalah 158.3 Volt dan
pengunaan dua kapasitor tegangan riaknya adalah 79.2 Volt. Hal tersebut
menunjukan bahwa semakin besar nilai kapasitor yang digunakan maka
gelombang riak (Vrpp) yang dihasilkan akan semakin kecil, dan tegangan riak
juga akan semakin halus
b. Penyearah gelombang penuh
Gelombang input pada penyearah gelombang penuh adalah gelombang
sinusoidal, sama dengan gelombang input pada penyearah setengah gelombang.
Sedangkan pada gelombang outpunya memiliki perbedaan dengan penyearah
setengah gelombang. Ketika gelombang input melewati diode dan sebuah
hambatan beban (RL) pada rangkaian penyearah gelombang penuh maka isyarat
keluaran gelombangnya akan berbentuk deretan gelombang positif penuh dan
gelombang negative akan terpotong. Hal inilah yang menjadi prinsip kerja dari
penyearah gelombang penuh yaitu menyearahkan isyarat positif secara penuh dan
memotong isyarat negative pada keadaan diode terpanjar maju.
Berikut data yang diperoleh secara percobaan dan secara perhitungan
Keterangan
RL
(Ω)
Secara Percobaan
Secara
Perhitungan
Vdc (volt) Vdc (volt)
Tanpa filter 1000 4 4.5
C1 1000 4.6 -29.5
C1 & C2 1000 4.8 -11.2
Sama halnya pada penyearah setengah gelombang, perbedaan hasil secara
percobaan dan secara perhitungan sangatlah jauh berbeda pada penggunaan
kapasitor. Namun dalam data percobaan yang diperoleh sudah menunjukan bahwa
penggunaan kapasitor mempengaruhi tegangan keluaran, yaitu dengan
penggunaan kapasitor tegangan keluaran akan lebih besar. Dan penggunaan dua
kapasitor, tegangan keluarannya akan lebih besar dibandingkan dengan
penggunaan satu kapasitor.

18. Berikut perbedaan penggunaan kapasitor yang bernilai 1μF dengan 47μF
Dengan 1μF Dengan 47μF
Jadi dapat diketahui bahwa penggunaan kapasitor dengan nilai yang lebih
besar akan lebih efisien dibandingkan dengan kapasitor yang nilainya kecil.
Tegangan riak pada penggunaan satu kapasitor adalah 72.9 dan dengan
penggunaan dua kapasitor adalah 36.5. Hal tersebut menunjukan bahwa semakin
besar nilai kapasitor yang digunakan maka gelombang riak (Vrpp) yang dihasilkan
akan semakin kecil, dan tegangan riak juga akan semakin halus.
Riak pada penggunaan satu kapasitor adalah 0.52 dan penggunaan dua
kapasitor adalah 0.5. hal tersebut menunjukan bahwa nilai kapasitor
mempengaruhi baik tidaknya penyearah. Meskipun perbedaannya tidak terlalu
jauh, namun dapat dikatakan bahwa penyearah gelombang penuh dengan dua
kapasitor lebih baik dibandingkan dengan penggunaan satu kapasitor.
8. Kesimpulan
1) Prinsip kerja penyearah setengah gelombang
Pada penyearah setengah gelombang, dioda akan berlaku sebagai penghantar
selama putaran setengah Positif dan tidak berlaku sebagai penghantar pada
setengah siklus negatif, sehingga dinamakan sebagai Sinyal setengah
Gelombang. Hal ini terjadi karena dioda berada dalam keadaan bias maju yang
hanya melewatkan deretan pulsa positif dan memotong deretan pulsa negatif
pada gelombang masukan. Akibatnya gelombang keluaran akan menjadi
deretan pulsa positif setengah gelombang.

19. Namun, keluaran yang terbentuk ini masih merupakan gelombang yang kasar.
Untuk menghaluskan gelombang keluaran tersebut maka dipasang kapasitor
pada rangkaian. Kapasitor akan menyaring gelombang keluaran sehingga akan
terbentuk gelombang riak yang halus.
Prinsip kerja penyearah gelombang penuh
Ketika gelombang input melewati diode dan sebuah hambatan beban (RL)
pada rangkaian penyearah gelombang penuh maka isyarat keluaran
gelombangnya akan berbentuk deretan gelombang positif penuh dan
gelombang negative akan terpotong. Hal inilah yang menjadi prinsip kerja dari
penyearah gelombang penuh yaitu menyearahkan isyarat positif secara penuh
dan memotong isyarat negative pada keadaan diode terpanjar maju.
2) Gelombang keluaran pada penyearah setengah gelombang merupakan
keluaran yang masih kasar dibandingkan penyearah gelombang penuh.
Penggunaan kapasitor juga dapat mempengaruhi gelombang keluaran,
semakin besar nilai kapasitor yang digunakan maka gelombang yang
dihasilkan semakin halus.
3) Riak menunjukan seberapa baik rangkaian penyearah, semakin kecil nilai riak
yang dihasilkan maka semakin baik penyearah tersebut.
9. Daftar Pustaka
1) E-book Rangkaian Penyearah Gelombang
2) https://www.academia.edu/5298144/CATU_DAYA_DAN_RANGKAIAN_PEN
YEARAH_GELOMBANG
diakses pada Jum’at 13 November 2015 pukul 21:03