LAPORANPraktek Elektronika Daya dan Sistem KendaliPenyearah
Gelombang Penuh Sistem Jembatan dan Dioda FreeWheeling
Kelompok 51. Desi Indrayani (3.31.12.1.04)2. Luluil Maknunah W.
( 3.31.12.1.13)3. Jafar Shodiq ( 3.31.12.1.08)4. Rizky Wisnu P.
(3.31.12.1.20)
Kelas LT- 3BPROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIKJURUSAN TEKNIK
ELEKTROPOLITEKNIK NEGERI SEMARANG2015
PRAKTIKUM IIIPENYEARAH GELOMBANG PENUH SISTEM JEMBATAN DAN DIODA
FREEWHEELING1. TUJUANSetelah selesai melakukan praktikum, mahasiswa
mampu :a. Menjelaskan prinsip kerja dari rangkaian penyearah satu
fasa gelombang penuh.b. Merangkai rangkaian penyearah satu fasa
gelombang penuh.c. Menggunakan dioda sebagai katub satu arah.d.
Menentukan daya maksimum yang dapat dikonversikan dari ac ke dc.e.
Membedakan fungsi alat harga rata-rata dan alat ukur harga
efektif.f. Menghitung nilai tegangan keluaran pada rangkaian
penyearah satufasa gelombang penuh.2. DASAR TEORIUntuk meningkatkan
dc level yang diperoleh dari input sinusoidal sebanyak 100% kita
dapat menggunakan rangkaian penyearah gelombang penuh. Konfigurasi
yang sangat terkenal adalah Bridge atau jembatan, dengan
menggunakan 4 buah dioda dengan penyearah seperti pada gambar 3.1.
berikut.
Gambar 3.1. Penyearah Gelombang Penuh
Selama periode t = 0 T/2 polaritas input digambarkan seperti
pada gambar 3.2.
Gambar 3.2. Rangkaian Full Wave Bridge untuk t = 0 T/2Dari
gambar 3.2. terlihat bahwa D2 dan D3 terkonduksi (ON) sementara D1
dan D4 OFF. Dengan mengganti dioda dengan model ideal diperoleh
gambar berikut.
Gambar 3.3. Aliran arus pada fase positif dari ViUntuk perioda
input t = T/2 T, D2 dan D3 OFF sementara D1 dan D4 ON. Berikut
gambar polaritas input, arah arus serta rangkaian ekivalen
rangkaian dioda.
Gambar 3.4. Aliran arus pada fase negatif dari ViSecara
keseluruhan input dan output rangkaian ini adalah
Gambar 3.5. Sinyal input dan output rangkaian dioda bridge3.
ALAT DAN BAHAN
Kabel jumper(20 buah)
Kabel Probe Osiloskop(1 buah) Multimeter Digital(1 buah)
Ballas(1 buah)
Resistor 100 ohm, 200 ohm, 1K ohm(1 buah)
Trafo(1 buah)
Osiloskop(1 buah)
Kapasitor 1F, 10F, dan 100F(1 buah)
Kabel Power(1 buah) Dioda(4 buah)
Motor DC 12 V(1buah)
4. GAMBAR RANGKAIANa. Diode Free Wheeling
b. Peak Detektor
c. Penyearah Jembatan
5. LANGKAH KERJALangkah kerja dari praktikum untuk rangkaian
ini, langkah-langkahnya sebagai berikut :a. Siapkan alat dan bahan
praktikum.b. Cek alat maupun bahan, tujuannya adalah untuk
mengetahui layak tidaknya suatu alat dan bahan untuk praktikum.c.
Rangkai rangkaian sesuai dengan gambar rangkaian percobaan 4a, 4b,
dan 4c.
Gambar Rangkaian Percobaan 4a
Gambar Rangkaian 4b
Gambar Rangkaian 4c
d. Periksa kembali rangkaian ang sudah dirangkai.e. Ukur
tegangan Vdc dan Vo serta gambar gelombang keluarannya (Vo) yang
terjadi.f. Buat analisa hasil percobaan saudara beserta kemsimpulan
hasil praktikum.g. Kembalikan alat seperti semula.
6. HASIL PRAKTIKUMa. Tabel Dioda Free WheelingNoTegangan
(V)Vo
R 200LR dan L
161.883 V292,9 mV2.168 V
2124.23 V0.66 V4.89 V
3155.47 V0.853 V6.32 V
b. Tabel Peak DetektorNoVin (V)Vo (V)
100F10F1F
168.29 V8.31 V8.29 V
21216.99 V17.03 V16.99 V
31521.53 V21.53 V21.44 V
c. Tabel Penyearah JembatanNoVin (V)Vo (V)
200LR dan LMotor DC 12 V
164.30 V3.93 V4.21 V4.89 V
2129.79 V9.12 V9.74 V11.22 V
31512.64 V11.85 V12.58 V13.83 V
d. Gambar Gelombang 1. Dioda Freewheeling beban R ( 200 )
Tegangan input 6 V
Tegangan Input 12 V
Tegangan Input 15 V
2. Dioda Freewheeling beban L (Ballast)
Tegangan Input 6V
Tegangan Input 12 V
Tegangan Input 15 V
3. Dioda Freewheeling beban R-L
Tegangan Input 6 V
Tegangan Input 12 V
Tegangan Input 15V
4. Peak Detektor Beban C (100F)
Tegangan Input 6V
Tegangan Input 12 V
Tegangan Input 15V
5. Peak Detektor Beban C (10F)
Tegangan Input 6V
Tegangan Input 12 V
Tegangan Input 15 V6. Peak Detektor Beban C (1F)
Tegangan Input 6V
Tegangan Input 12V
Tegangan Input 15 V
7. Penyearah Jembatan Beban R ( 200 )
Tegangan Input 6V
Tegangan Input 12V
Tegangan Input 15V
8. Penyearah Jembatan Beban L (Ballast)
Tegangan Input 6V
Tegangan Input 12 V
Tegangan Input 15V
9. Penyearah Jembatan Beban R-L
Tegangan Input 6V
Tegangan Input 12V
Tegangan Input 12V
10. Penyearah Jembatan Beban Motor DC 12 V
Tegangan Input 6V
Tegangan Input 12V
Tegangan Input 15V
Perhitungan VDC (R) pada penyearah gelombang penuh sistem
jembatan1. Vin= 6V Vm = Jumlah kotak x volt/divt= 1.6 x 5 = 8VVDC =
0.636 X Vm= 0.363 x 8 = 5.04 V2. Vin=12 VVm= Jumlah kotak x
volt/divt= 3.2 X 5 = 16 VVDC = 0.636 X Vm= 0.636 X 16 = 10.08 V3.
Vin= 15 VVm= Jumlah kotak x volt/divt= 4.2 X 5 = 21 VVDC = 0.63 X
Vm= 0.63 X 21 = 13.23 V Perhitungan untuk VDC Freewheeling1. Vin= 6
VVm= Jumlah kotak x volt/divt= 2.2 X 2 = 4.4 VVDC= 0.318 X Vm=
0.318 X 4.4 = 1.4 V2. Vin= 12 VVm= Jumlah kotak x volt/divt= 1.8 X
5 = 9 VVDC = 0.318X Vm= 0.318 X 9 = 2.9 V3. Vin= 15 VVm= Jumlah
kotak x volt/divt= 2.3 X 5 = 11.5 VVDC = 0.318 X Vm= 0.318 X 11.5 =
3.77 V
7. ANALISIS DATAa) Pada percobaan Dioda Free Wheeling Untuk
beban R, L yang dipasang secara seri gelombang yang dihasilkan
adalah sama seperti penyearah setengah gelombang pada beban R yaitu
pada gelombang negatifnya terpotong membentuk garis lurus di bawah
nol sedikit. Hal ini diakibatkan karena pengaruh beban L sehingga
bentuk gelombang agak turun ke bawah. Untuk beban R gelombang yang
dihasilkan pada puncak terendah tidak mencapai nol tetapi di atas
nol, dan bentuk gelombangnya adalah gelombang penuh. Untuk beban L
bentuk gelombang yang dihasilkan hampir sama dengan beban R,L yang
dipasang secara seri akan tetapi ada tambahan gelombang negatif di
bawah nol meskipun bentuknya tidak beraturan.b) Pada percobaan Peek
Detector Percobaan ini menggunakan 3 kapasitor yang memiliki nilai
masing-masing 100 F, 10 F, 1 F dari ketiga jenis kapasitor tersebut
bentuk gelombangnya sama, yaitu terdapat sedikit riple, semakin
besar nilai kapasitor riplenya semakin halus bahkan seperti garis
lurus seperti pada bentuk gelombang pada kapasitor 100 F dan 10 F,
riple terlihat jelas pada kapasitor 1 F.c) Pada percobaan penyearah
jembatan Untuk beban R bentuk gelombang yang dihasilkan adalah
gelombang penuh dengan titik minimumnya adalah nol. Untuk beban (L,
R-L) bentuk gelombang yang dihasilkan sama dengan beban R yaitu
gelombang penuh, tapi dengan titik minimum di bawah nol. Untuk
beban motor DC 12 V bentuk gelombang yang dihasilkan tidak
beraturan dan sering berubah-ubah.
8. PENUTUPa. Kesimpulan Dioda freewheeling berfungsi untuk
mentransfer arus beban ke dioda freewheeling ( Dm ) pada saat
tegangan beban berubah polaritasnya dari positif ke negatif.
Rangkaian detektor puncak (peak detector) adalah rangkaian yang
terdiri dari hubungan seri sebuah dioda dengan kapasitor yang
menghasilkan output, secara teori, berupa tegangan DC yang sama
dengan amplitudo puncak (Vp) tegangan AC sebagai input. Tetapi
karena dioda yang ada tidaklah ideal maka tegangan output DC yang
dihasilkan adalah hasil pengurangan dari amplitudo puncak tegangan
AC sebagai input dengan tegangan buka dioda sebesar 0,7V. Rangkaian
penyearah sistem jembatan (bridge rectifier) adalah rangkaian
penyearah gelombang penuh yang menggunakan empat buah dioda, dan
dihubungkan seperti jembatan (bridge). Konfigurasi dari 4 buah
dioda menghasilkan gelombang penuh. Pada penyearah gelombang penuh
dengan empat dioda (bridge) hanya ada 2 dioda saja yang
menghantarkan arus untuk setiap siklus tegangan AC sedangkan 2
dioda lainnya bersifat sebagai isolator pada saat siklus yang sama.
Sedangkan untuk penyearah gelombang penuh dengan dua dioda tegangan
yang terjadi pada beban mempunyai polaritas yang sama tanpa
memperdulikan dioda mana yang menghantar karena arus mengalir
melalui arah yang sama. b. Saran Sebelum melaksanakan praktikum cek
terlebih dahulu semua peralatan yang akan digunakan praktikum
apakah berfungsi sesuai fungsinya apa tidak. Saat melaksanakan
praktikum selalu utamakan keselamatan orang, peralatan maupun
tempat pelaksanaan praktikum. Usahakan melaksanakan praktikum
dengan teliti agar tidak terjadi kesalahan.
TUGAS DAN PERTANYAAN1. Jelaskan prinsip kerja dari penyearah
gelombang penuh sistem jembatan?Jawab: Prinsip kerja rangkaian
penyearah gelombang penuh sistem jembatan dapat dijelaskan melalui
gambar dibawah. Pada saat rangkaian jembatan mendapatkan bagian
positip dari siklus sinyal ac : D1 dan D3 hidup (ON), karena
mendapat bias maju D2 dan D4 mati (OFF), karena mendapat bias
mundur Sehingga arus i1 mengalir melalui D1, RL, dan D3. Sedangkan
apabila jembatan memperoleh bagian siklus negatip, maka : D2 dan D4
hidup (ON), karena mendapat bias maju D1 dan D3 mati (OFF), karena
mendapat bias mundur Sehingga arus i2 mengalir melalui D2, RL, dan
D4.
Gambar Penyearah (Rectifier) Gelombang Penuh Sistem Jembatan
(Bridge)
2. Apakah fungsi dari dioda freaawheeling, jelaskanJawab: Fungsi
dari dioda freewheeling adalah untuk melakukan komutasi atau
transfer arus beban ke dioda freewheeling ( Dm ) pada saat tegangan
beban berubah polaritasnya dari positif ke negatif. Freewheeling
dioda mempunyai dua fungsi yaitu :1. Menghindari perubahan
polaritas dari tegangan beban.2. Mentransfer arus beban.
Gambar 5. Freewheeling Dioda3. Hitunglah secara teori tegangan
rata-rata keluaran pada tabel 6c. Bandingkan dengan hasil
pengukuranJawab:Perhitungan VDC (R) pada penyearah gelombang penuh
sistem jembatan Vin= 6V Vm = Jumlah kotak x volt/divt= 1.6 x 5 =
8VVDC = 0.636 X Vm= 0.363 x 8 = 5.04 V Vin=12 VVm= Jumlah kotak x
volt/divt= 3.2 X 5 = 16 VVDC = 0.636 X Vm= 0.636 X 16 = 10.08 V
Vin= 15 VVm= Jumlah kotak x volt/divt= 4.2 X 5 = 21 VVDC = 0.63 X
Vm= 0.63 X 21 = 13.23 V Tegangan rata-rata keluaran yang dihasilkan
pada tabel 6 c dengan Vin 6 V sebesar 4.30 V, sedangkan berdasarkan
perhitungan sebesar 5.04 V hal ini menandakan bahwa data yang
diperoleh dari pengukuran dengan perhitungan hampir sama. Tegangan
rata-rata keluaran yang dihasilkan pada tabel 6 c dengan Vin 12 V
sebesar 9.79 V, sedangkan berdasarkan perhitungan sebesar 10.08 V
hal ini menandakan bahwa data yang diperoleh dari pengukuran dengan
perhitungan hampir sama. Tegangan rata-rata keluaran yang
dihasilkan pada tabel 6 c dengan Vin 15 V sebesar 12.64 V,
sedangkan berdasarkan perhitungan sebesar 13.23 V hal ini
menandakan bahwa data yang diperoleh dari pengukuran dengan
perhitungan hampir sama.4. Jelaskan perbedaan antara penyearah
gelombang penuh dengan dua dioda dan empat dioda (bridge)Jawab:
Pada penyearah gelombang penuh dengan empat dioda (bridge) hanya
ada 2 dioda saja yang menghantarkan arus untuk setiap siklus
tegangan AC sedangkan 2 dioda lainnya bersifat sebagai isolator
pada saat siklus yang sama. Sedangkan untuk penyearah gelombang
penuh dengan dua dioda tegangan yang terjadi pada beban mempunyai
polaritas yang sama tanpa memperdulikan dioda mana yang menghantar
karena arus mengalir melalui arah yang sama.
9. DAFTAR PUSTAKAMuhammad H. Rasyid, 1999. Elektronika Daya
Jilid 1. Jakarta. PT. PrenhallindoYusnan Badruzzaman, 2008. BPKM
Praktikum Elektronika Daya dan Sistem Kendali. Semarang. Politeknik
Negeri Semarang. Barmawi Malvino, 1987:33. Prinsip-prinsip
Elektronika.http://profil.widodoonline.com/Elektronika/komponen/komponen-aktif/diode/dioda-penyearah.html
