Praktikum Elektronika Modul IV Penyearah Dan Catu Daya

MODUL IV

Penyearah dan Catu Daya

I.                   Tujuan

·        Mengukur hambatan keluaran transformator dari catu daya.

·       Menggunakan   dioda   sebagai   penyearah   setengah   gelombang   juga   sebagai   penyearah gelombang penuh

·        Mengukur tegangan AC dan DC.

·        Menggunakan dioda zener dan memasangnya di dalam suatu untai catudaya untuk pengaturan tegangan.

II.                Alat dan Komponen

·         Osikoskop alat yang berfungsi sebagai alat untuk menampilkan sinyal - sinyal yang diberikan oleh Signal Generator, baik itu sinyal sinusoida maupun sinyal persegi.

·         Multimeter alat untuk mengukur arus dan tegangan.

·         Signal Generator alat untuk memberikan sinyal-sinyal baik Sinusoida maupun Persegi.

·         Catu daya alat yang berfungsi untuk merubah sumber tegangan arus AC menjadi DC.

·         Power Supply adalah alat untuk pembangkit sinyal.

·         Resistor, dioda zener, dan resistor.

III.             Teori Dasar

3.1       Transformator

            Transformator berfungsi untuk menurunkan atau menaikan tegangan AC. Pad percobaan ini menggunakan transformator untuk menurunkan tegangan sekunder. Perhatikan Gb.1. diagram transformator dibawah ini.

Gambar 3.1 Diagram Transformator

Setiap Transformator memiliki lilitan primer dan sekunder dimana tegangan keluaran tergantung pada perbandingan fluk listrik primer dan sekunder yang ditentukan oleh perbandingan lilitan kawat.

Maka 

Sehingga 

Jika dipasang hambatan keluaran RO, yang akan menyebaabkan turunan sekunder dari trasformator jika dipasang bebean antara CT dan V, Tegangan turun sebesar V — I_; Ro, sehingga arus I_;, adalah arus beban dapat diatur.  Makin besar arus beban yang ditarik maka makin kecil tegangan keluaran.

            Berdasarkan perbandingan antara jumlah lilitan primer dan jumlah  lilitan skunder transformator ada duajenis yaitu:

1.   Transformator step up yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik rendah menjadi tinggi. Transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan sekunder lebih banyak daripada jumlah lilitan primer (Ns > Np).

2.    Transformator step down yaitu transformator yang mengubah tegangan bolak-balik tinggi menjadi rendah, transformator ini mempunyai jumlah lilitan kumparan primer lebih banyak daripada jumlah lilitansekunder (Np > Ns).

Pada transformator (trafo) besarnya tegangan yang dikeluarkan oleh kumparan sekunder adalah:

1       Sebanding dengan banyaknya lilitan sekunder (Vs ~ Ns).

2       Sebanding dengan besarnya tegangan primer (VS ~ VP).

3       Berbanding terbalik dengan banyaknya lilitan primer.

Penggunaan Transformator

Transformator (trafo) digunakan pada peralatan listrik terutama yang memerlukan perubahan atau penyesuaian besarnya tegangan bolak-balik. Misal radio memerlukan tegangan 12 volt padahal  listrik dari PLN 220 volt, maka diperlukan transformator untuk mengubah tegangan listrik bolak-balik 220 volt menjadi tegangan listrik bolak-balik 12 volt. Contoh alat listrik yang memerlukan transformator adalah: TV. Komputer, mesin foto kopi, gardu listrik, dan sebagainya.

3.2              Penyearah

Untuk memperoleh tegangan searah yang cukup konstan pada suatu harga. Dapat membuat penyearah tegangan dengan menggunakan dioda. Dioda dapat digunakan untuk membuat berbagai macam rangkaian penyearah gelombang penuh dan penyearah setengah gelombang.

Dioda berfungsi sebagai penyearah tegangan dari tegangan AC menjadi DC, atau dengan kata lain untuk penyearah arus bolak-balik. Maksudnya adalah bila pada suatu rangkaian dipasangkan tegangan AC (tegangan bolak-balik) maka bila pada rangkaian tersebut dipasangkan dioda maka bentuk keluaran akan bernilai positif saja atau bernilai negatif saja.

Penyearah Setengah Gelombang

Gambar Penyearah Setengah Gelombang

Hal penting yang patut diperhatikan tentang penyearah setengah gelombang adalah sebagai berikut: ia mengubah tegangan masuk AC menjadi tegangan DC yang berdenyut. Dengan kata lain, tegangan beban selalu positif atau nol, tergantung di setengah siklus yang mana tegangan bebab V berbeda. Dikatakan dengan cara lain, arus bebannya selalu mempunyai arah yang sama. Pengubahan dari AC ke DC ini dikenal sebagai penyearahan.

Penyearah Gelombang Penuh

Gambar Penyearah Gelombang Penuh

Penyearah gelombang penuh seperti dua penyearah gelombang setengah yang saling membelakang dengan satu penyearah menangani setengah siklus pertama dan yang lainnya menangani setengah siklus yang kedua. Karena adanya sambungan tengah pada belitan sekunder, masing-masing rangkaian dioda hanya menerima setengah gelombang sekunder.

1.2              Penyearah Dengan Tapis

Agar tegangan DC yang dihasilkan penyearah arus bolak-balik dapat lebih rata. digunakan tapis lolos rendah dengan menggunakan kapasitor seperti pada gambar dibawah ini.

Gambar 3.2 Penyearah Bertapis

Dari gambar tersebut menunjukan bentuk tegangan dc Vo jika C tak dipasang (dilepas) dan bila kapasitor C dipasang. Dengan adanya C, tegangan keluaran tak segera turun walaupun tegangan masukan sudah turun. Hal ini disebabkan karena kapasitor memerlukan waktu (x = RC) untuk mengosongkan muatannya. Sebelum tegangan pada kapasitor turun banyak. Tegangan pada kapasitor keburu naik lagi. Tegangan berubah yang terjadi disebut tegangan riak, dengan nilai puncak ke puncak dinyatakan sebagai Vrpp. Kualitas rangkaian tapis dinyatakan oleh nisbah riak puncak ke puncak (peak to peak ripple ratio
pprr).

Jadi

1.2              Penyearah Tegangan Dengan Pengaturan Zener

Tegangan keluaran dari penyearah akan mengalami penurunan tegangan bila kita bebani. Kita dapat mencegah terjadinya hal ini sehingga kita peroleh penyearah yang tidak akan turun tegangan keluarannya. Jika kita bebani dengan batas-batas tertentu. Dengan menggunakan dioda zener maka tujuan tersebut akan dapat kita capai. Untuk rangkaian penyearah dengan pengaturan zener dapat dilihat pada gambar.

Gambar 3.4 Penyearah Dengan Pengaturan Zener