Post on 02-Aug-2015
Laporan Praktikum Elektronika Daya 342 11 028
PERCOBAAN 1
PENYEARAH SATU-FASA : SETENGAH GELOMBANG,
GELOMBANG PENUH.
1.1 Penyearah 1 Φ Setengah Gelombang
1.1.1 Tujuan Percobaan
Setelah melaksanakan praktikum, diharapkan mahasiswa dapat :
Menjelaskan rangkaian penyearah satu – fasa setengah gelombang tak
terkendali.
Membuat rangkaian penyearah satu – fasa setengah gelombang tak
terkendali.
Mengukur besaran – besaran output dan input dari suatu rangkaian
penyearah satu – fasa setengah gelombang tak terkendali.
Menghitung parameter – parameter unjuk kerja suatu rangkaian
penyearah satu – fasa setengah gelombang tak terkendali.
1.1.2 Teori Dasar
Gambar 1.1.1 (a) memperlihatkan diagram rangkaian panyearah satu –
fasa setengah gelombang tak terkendali berbeban resistif. Nama lain
penyearah tersebut adalah penyearah satu – fasa tak terkendali
(uncontrolled one – pulse rectifier). Dalam gambar tersebut, tegangan
bolak – balik (ac) yang akan diserahkan diwakili oleh tegangan sekunder
transformator.
Beban – beban yang dapat disuplai oleh penyearah ini adalah yang
bersifat resistif, induktif, atau kapasitif. Gambar 1.1.1 (b) memperlihatkan
bentuk – bentuk gelombang untuk beban resistif.
Penyearah 1 : setengah gelombang, gelombang penuhΦ
Laporan Praktikum Elektronika Daya 342 11 028
Gambar 1.1.1 Penyearah satu – fasa setengah gelombang tak terkendali dengan beban resistif. (a) Diagram rankaian. (b) Bentuk – bentuk gelombang.
Penyearah 1 : setengah gelombang, gelombang penuhΦ
Laporan Praktikum Elektronika Daya 342 11 028
Tegangan input penyearah dalam hal ini dimisalkan mempunyai
persamaan :
vs = Vm sin ωt……………………………………………………..(1-1)
dimana :
Vm = harga maksimum tegangan input
ωt = 2πft = sudut fasa gelombang tegangan input
f = frekuensi gelombang
Untuk setengah siklus positif dari gelombang input (0 ≤ ωt ≤ π), dioda
mendapat prategangan maju sehingga konduksi. Jika dioda dianggap ideal
(tidak mempunyai jatuh tegangan) maka tegangan output atau tegangan
beban (vo) akan sama dengan tegangan input (vs).
Untuk setengah siklus negatif berikutnya dari gelombang input (π ≤ ωt
≤ 2π), dioda mendapat prategangan mundur/balik sehingga mem – blok,
sehingga tidak ada arus yang mengalir dalam rangkaian. Tegangan output
atau tegangan output adalah :
vo = Vm sin ωt untuk 0 ≤ ωt ≤ π
vo = 0m sin ωt untuk π ≤ ωt ≤ 2π………………………… (1-2)
Dari Gambar 1.1 (a) terlihat bahwa arus input (is) sama dengan arus
beban (io), dan sama juga dengan arus dioda (id). Jadi bentuk gelombang
ketiga arus itu adalah sama.
Tegangan output dalam Gambar 1.1 (b) adalah tidak betul – betul
searah atau konstan atau kontinu. Secara umum, gelombang output dari
suatu penyearah mengandung :
o Kompenen searah (dc) yang konstan atau kontinu.
o Komponen riak atau kerut atau ripel (ac).
Jika instrumen mengukur komponen dc – nya, maka yang ditampilkan
adalah harga rata – ratanya (average), dan jika instrumen mengukur
Penyearah 1 : setengah gelombang, gelombang penuhΦ
Laporan Praktikum Elektronika Daya 342 11 028
komponen ac dan dc, maka yang ditampilkan adalah harga efektif / rms
(root mean square). Hubungan yang berlaku adalah :
Vrms2 = Vdc
2 + Vac2 ………………………………………………….(1-3)
Beberapa parameter dari suatu penyearah adalah sebagai berikut :
1. Tegangan output (sesaat) disimbolkan dengan vo.
2. Tegangan input (sesaat) penyearah disimbolkan dengan vs.
3. Arus beban (sesaat) disimbolkan dengan io.
4. Arus beban (sesaat) disimbolkan dengan is.
5. Arus beban (sesaat) disimbolkan dengan id.
6. Harga rata – rata :
Vdc = harga rata – rata dari vo
Idc = harga rata – rata dari io
Is(av) = harga rata – rata dari io
Id = harga rata – rata dari id
7. Harga efektif / rms :
Vs = harga efektif dari vs
Vrms = harga efektif dari vo
Irms = harga efektif dari io
Is = harga efektif dari is
Id(rms) = harga efektif dari id
Vac = harga efektif dari vac yang ada dalam vo
8. Faktor bentuk (from factor, FF), didefenisikan sebagai :
FF=V rms
V dc……..……………………………………………….(1-4)
9. Faktor kerut (ripple factor, RF), didefenisikan sebagai berikut :
RF=V ac
V dc
=√ ( FF )2−1 ………………………………..(1-5)
10. Efisiensi penyearahan, didefenisikan sebagai :
η=Pdc
Pac
=V dc I dc
V rms I rms ………………………………………….(1-6)
Penyearah 1 : setengah gelombang, gelombang penuhΦ
Laporan Praktikum Elektronika Daya 342 11 028
11. Faktor utilisasi transformator / suplai (transformer utilisation factor,
TUF), didefenisikan sebagai :
TUF=Pdc
S i……………………………………………….(1-7)
dimana :Si = daya input penyearah dalam [VA]
12. Faktor kecuraman (crest factor, CF), didefenisikan sebagai :
CF=I s ( peak )
I s…………………………………………...(1-8)
dimana :Is = harga maksimum dari is
13. Tegangan balik puncak (peak inverse voltage, PIV), didefenisikan
sebagai harga maksimum tegangan komponen (dioda) dalam keadaan
mem–blok.
Dengan menggunakan rumus harga rata – rata dan harga efektif, maka
untuk penyearah satu – fasa setengah gelombang didapatkan :
V dc=V m
π=0,3183 V m……………………………… …….(1-9)
V rms=0,5 V m….………………………………………….(1-10)
Untuk beban resistif dengan resistansi R, berlaku :
I dc=V m
πR=0,3183 I m………………………………. .…...(1-11)
I rms=0,5 Im……………………………………………...(1-12)
dimana :
Im = harga maksimum arus beban = Vm / R ………………………..(1-13)
Penyearah 1 : setengah gelombang, gelombang penuhΦ
Laporan Praktikum Elektronika Daya 342 11 028
1.1.3 Diagram Rangkaian
Gambar 1.1.2 Diagram rangkaian penyearah satu – fasa setengah gelombang tak terkendali.
1.1.4 Alat dan Bahan
Osiloskop
Regulator ac satu – fasa
Dioda
Amperemeter
Voltmeter
Multimeter
Tahanan geser
Papan rangkaian
Kabel secukupnya
Penyearah 1 : setengah gelombang, gelombang penuhΦ
Laporan Praktikum Elektronika Daya 342 11 028
1.1.5 Prosedur Percobaan
1. Membuat rangkaian seperti pada Gambar 1.1.2 dimana beban yang
digunakan adalah tahanan geser (R) 75 Ω/3A. [Rm adalah adapter
tahanan rendah untuk melihat bentuk gelombang arus. Jika tidak ada,
gunakan tahanan geser untuk mendapatkan nilai resistansi 1 Ω].
2. Dalam keadaan output reuglator ac satu – fasa minimum, masukkan
saklar S.
3. Menaikkan tegangan output regulator (Vs) hingga mencapai 20 V.
4. Mencatat harga rata – rata dari tegangan output, arus beban, arus
input, dan arus dioda. [Lihat penunjukan V2, A2, dan A1]. Masukkan
data anda ke dalam tabel yang telah disediakan.
5. Dengan menggunakan osiloskop 1-saluran, amati dan gambarkan
bentuk gelombang dari tegangan beban, arus beban, arus input, dan
arus dioda. Catatan : Harus dijaga dalam penggunaan probe agar
terminal (+) tidak terhubung singkat dengan terminal (-).
6. Mencatat harga afektif (rms) dari tegangan output, arus beban, arus
input, dan arus dioda. [Lihat penunjukan V2, A2, dan A1]. Masukkan
data anda ke dalam tabel yang telah disediakan.
7. Mengulangi langkah no. 4 sampai no. 6 diatas untuk tegangan output
regulator (Vs) sebesar 30 V - 50 V.
8. Meminimumkan kembali tegangan output regulator dan buka saklar S.
9. Meng-offkan sumber. Percobaan selesai.
Penyearah 1 : setengah gelombang, gelombang penuhΦ
Laporan Praktikum Elektronika Daya 342 11 028
1.2 Penyearah 1 Φ Gelombang Penuh
1.2.1 Tujuan Percobaan
Setelah melaksanakan praktikum, diharapkan mahasiswa dapat :
Menjelaskan prinsip kerja penyearah tak terkendali 1 Φ gelombang -
penuh jembatan.
Membuat rangkaian penyearah tak terkendali 1 Φ gelombang – penuh
jembatan.
Mengukur besaran – besaran output dan input dari suatu rangkaian
penyearah tak terkendali 1 Φ gelombang – penuh jembatan.
Menghitung parameter – parameter unjuk kerja suatu rangkaian penyearah
tak terkendali 1 Φ gelombang – penuh jembatan.
1.2.2Teori Dasar
Gambar 1.2.1 (a) memperlihatkan diagram rangkaian penyearah satu –
fasa gelombang – penuh tak terkendali berbeban resistif. Nama lain
penyearah tersebut adalah penyearah jembatan pulsa – ganda (double – pulse
bridge rectifier). Dalam hal ini tegangan bolak – balik (ac) yang akan
disearahkan diwakili oleh tegangan sekunder transformator yang terdiri dari
vs. Gambar 1.2.1 (b) memperlihatkan bentuk – bentuk gelombang untuk
beban resistif.
Penyearah 1 : setengah gelombang, gelombang penuhΦ
Laporan Praktikum Elektronika Daya 342 11 028
Gambar 1.2.1 Penyearah 1 Φ jembatan dengan beban resistif. (a) Diagram rangkaian. (b) Bentuk – Bentuk gelombang.
Penyearah 1 : setengah gelombang, gelombang penuhΦ
Laporan Praktikum Elektronika Daya 342 11 028
Tegangan sekunder transformator dalam hal ini misalkan mempunyai
persamaan seperti yang dinyatakan oleh persamaan (1-1).
Untuk setengah siklus positif dari vs ( 0 ≤ ωt ≤ π ), dioda D1 dan D4
mendapat prategangan maju dari vs. Sehingga keduanya konduksi, sementara
dioda D2 dan D3 mendapat prategangan balik dari vs sehingga kedua dioda
tersebut mem – blok. Jika keempat dioda dianggap ideal (tidak mempunyai
jatuh tegangan) maka tegangan output atau tegangan beban (vo) akan sama
dengan tegangan input vs. Arus akan mengalir dari terminal bagian atas dari
sekunder transformator, lewat dalam dioda D1 dan D4, beban dan kembali ke
terminal bagian bawah dari sekunder transformator.
Untuk setengah siklus negatif dari vs ( π ≤ ωt ≤ 2π ), dioda D2
dan D3 mendapat prategangan maju dari vs sehingga konduksi, sementara
dioda D1 dan D4 mendapat prategangan balik dari vs sehingga mem-blok.
Tegangan yang muncul pada beban adalah tegangan vs, dan arus akan
mengalir melalui dioda D2, D3, beban, dan kembali ke terminal sekunder
transformator bagian atas.
Dalam keadaan konduksi, tegangan dioda telah diasumsikan nol.
Tetapi dalam keadaan mem – blok maka tegangan yang dialaminya adalah vs.
Persamaan untuk tegangan output telah dinyatakan dalam persamaan (1-3).
Periode dari gelombang tegangan output adalah T’ = ½ T , sehingga frekuensi
gelombang output adalah f’ = 1/T’ = 2/T = 2f .
Rumus harga rata – rata dan harga efektif untuk tegangan output
pada penyearah satu – fasa jembatan sama dengan rumus harga rata – rata dan
harga efektif untuk tegangan output pada penyearah satu – fasa gelombang –
penuh centre – tap seperti yang telah dinyatakan dalam persamaan (1-4)
sampai (1-7).
Penyearah 1 : setengah gelombang, gelombang penuhΦ
Laporan Praktikum Elektronika Daya 342 11 028
1.2.3 Diagram Rangkaian
Gambar 1.2.2 Diagram rangkaian penyearah satu – fasa jembatan.
1.2.4 Alat dan Bahan
Osiloskop
Regulator ac satu – fasa
Dioda
Amperemeter
Voltmeter
Tahanan geser
Multimeter
Papan rangkaian
Kabel secukupnya
1.2.5 Prosedur Percobaan
1. Membuat rangkaian seperti pada Gambar 1.2.2 dimana beban yang
digunakan adalah tahanan geser (R) 75 Ω/3A. [Rm adalah adapter tahanan
rendah untuk melihat bentuk gelombang arus. Jika tidak ada, gunakan
tahanan geser untuk mendapatkan nilai resistansi 1 Ω].
2. Dalam keadaan tegangan output regulator minimum, tutup saklar S.
Penyearah 1 : setengah gelombang, gelombang penuhΦ
Laporan Praktikum Elektronika Daya 342 11 028
3. Menaikkan tegangan output regulator hingga pembacaan voltmeter V1
menunjukkan 20 V.
4. Mencatat harga rata – rata dari tegangan output, arus beban, arus input,
dan arus dalam salah satu dioda. [Lihat penunjukkan V2, A2, A1, dan A3].
Masukkan data anda kedalam tabel yang telah disediakan.
5. Dengan menggunakan osiloskop 2 – saluran, amati dan gambarkan
bentuk gelombang dari tegangan beban, arus beban, arus input, dan arus
dalam salah satu dioda. Catatan : Harus dijaga dalam penggunaan probe
agar terminal (+) tidak terhubung singkat dengan terminal ( - ).
6. Mencatat harga efektif (rms) dari tegangan output, arus beban, arus input,
dan arus dalam salah satu dioda. [Lihat penunjukkan V2, A2, A1, dan A3].
Masukkan data anda ke dalam tabel yang telah disediakan.
7. Mengulangi langkah no. 4 sampai no. 6 di atas untuk tegangan output
regulator ac sebesar 30 - 40 V.
8. Meminimumkan kembali tegangan output regulator, dan buka saklar S.
9. Meng-offkan sumber. Percobaan selesai.
Penyearah 1 : setengah gelombang, gelombang penuhΦ