Percobaan 1

Hukum Ohm

Tujuan Percobaan:

-          Mempelajari hubungan antara tegangan dan kuat arus yang mengalir dalam sebuah rangkaian.

-          Membuat grafik hubungan tegangan V dan kuat arus I.

Dasar Teori

            Jika suhu tidak mengalami perubahan, rasio dari pada ujung-ujung sebuah konduktor terhadap arus yang mengalir dalam konduktor  itu adalah sebuah konstanta. Hubungan ini dikenal sebagai hukum Ohm. Hal ini pertama kali dikemukakan oleh seorang ilmuan Jerman, yaitu George Simon Ohm ( 1787 – 1854). Hukum ohm berbunyi “ Kuat arus yang mengalir pada suatu penghantar sebanding dengan beda potensial dan berbanding terbalik dengan resistans penghantar”.

            Secara matematis hukum ohm dapat dituliskan :

Di mana :         I = Kuat arus yang melewati penghantar (A)

                        R = Resistans penghantar (Ω)

                        V = Beda potensial atarujung penghantar (V)

            Dari hukum ohm ini didapat besaran resistans yang merupakan karakteristik penghantar, karena nilai tetap dalam kondisi penghantar yang tetap.

            Penting untuk diingat, ketika kita menghitung arus, tegangan dan resistansi dalam rangkaian praktis, kita jarang harus bekerja dengan akurasi yang lebih baik dari ± 1% semata-mata karena toleransi-toleransi komponen selalu sedikit lebih besar dari nilai ini.

Lebih jauh lagi, dalam perhitungan yang melibatkan hukum ohm, kadangkala akan lebih mudah apabila kita bekerja dalam satuan KΩ dan mA (atau MΩ dan μA) karena dalam kasus ini beda potensial akan dinyatakan langsung dalam V.

Peralatan dan Bahan

-          Multimeter / AVO meter 1 buah

-          Kabel penghubung.

-          Resistor tetap 100 Ω 1 buah

-          Saklar satu kutub 1 buah

-          Pontensiometer 50KΩ 1 buah

-          Powersupply 1 buah

Cara Kerja

1.      Persiapkan peralatan / komponen sesuai dengan daftar alat/ bahan.

2.      Buat rangkaian seperti gambar 1.

3.      Hidupkan powersupply kemudian tutup saklar S ( posisi 1).

4.      Atur potensiometer sehingga voltmeter menunjukkan tegangan sekitar 2 volt, kemudian baca kuat arus yang mengalir pada Amperemeter dan catat hasilnya ke dalam tabel pada hasil pengamatan.

5.      Atur lagi potensiometer sehingga voltmeter menunjukkan tegangan sedikit lebih tinggi dari 2 volt, baca kuat arus pada skala amperemeter dan catat hasilnya ke dalam tabel hasil pengamatan.

6.      Ulangi langkah 5 sebanyak 3 kali, kemudian catat hasilnya ke dalam tabel hasil pengamatan.

Lembar Kerja Mahasiswa

Tabel Hasil Pengamatan

No.	Tegangan (V Volt)	Kuat arus (I Ampere)	V / I
1.
2.
3.
4.
5.

Percobaan 2

Rangkaian Hambatan Seri

Tujuan Percobaan

-          Mempelajari hubungan kuat arus, tegangan maupun hambatan total pada rangkaian hambatan yang tersusun seri.

Dasar Teori

            Pada rangkaian seri berlaku pula hukum Kirchoff yang berbunyi “ jumlah total tegangan pada sebuah rangkaian tertutup sama dengan nol “ atau jumlah semua tegangan pada setiap tahanan sama dengan sumber tegangan.

            Pada gambar di atas terdapat tiga tahanan dan satu sumber tegangan. Ini berarti pula terdapat tiga jatuh tegangan (voltage drop) dan satu sumber tegangan. Jika kita jumlahkan semua tegangan yang ada pada rangkaian tertutup tersebut maka kita peroleh rumus persamaan sebagai berikut:

                                   

atau :

                                   

            Persamaan ini tidak hanya berlaku untuk tiga jatuh tegangan saja tetapi juga berlaku untuk berapapun jumlah jatuh tegangan.

Sumber tegangan memiliki polaritas yang berlawanan dengan jatuh tegangan, perhatikan gambar di atas bahwa kutub positif pada setiap tahanan adalah ujung terdekat dengan kutub positif pada sumber tegangan. Kutub negatif adalah pada ujung terjauh dengan kutub negatif pada sumber tegangan.

Peralatan

-          Powersupply 1 buah

-          Saklar satu kutub 1 buah

-          Multimeter 1 buah

-          Resistor tetap 47 Ω dan 100 Ω 1 buah

-          Projectboard 1buah

-          Kabel Penghubung secukupnya.

Cara Kerja

1.      Persiapkan peralatan / komponen sesuai dengan daftar alat/ bahan.

2.      Buat rangkaian seperti gambar 1.

3.      Hubungkan powersupply ke sumber tegangan ( powersupply masih dalam keadaan mati/off). Pilih tegangan keluaran 2 Volt DC.

4.      Hidupkan powersupply kemudian tutup saklar S ( posisi 1).

5.      Baca pada alat ukur kuat arus dan tegangan untuk hambatan R₁, misalnya masing-masing (i₁) daan (V₁) kemudian catat hasilnya ke dalam tabel pada hasil pengamatan.

6.      Buka saklar S (posisi 0), kemudian pindahkan voltmeter ke titik 2 dan 3.

7.      Pindahkan posisi amperemeter ke titik 2, kemudian tutup saklar S (posisi 1).

8.      Baca pada alat ukur kuat arus dan tegangan untuk hambatan R₂ misalnya masing-masing i₂ dan V₂ kemudian catat hasilnya ke dalam tabel hasil pengamatan.

9.      Buka saklar S (posisi 0), kemudian pindahkan voltmeter ke titik 1 dan 3.

10.  Pindahkan amperemeter pada titik 3, kemudian waktu saklar S (posisi 1).

11.  Baca kuat arus dan tegangan untuk rangkaian misalnya i_tot dan V_tot kemudian catat hasilnya ke dalam tabel hasil pengamatan.

12.  Ulangi lagkah 4 sampai 11, dengan sumber tegangan yang berbeda, kemudian catat hasilnya ke dalam tabel hasil pengamatan.

Lembar Kerja Mahasiswa

Gambar 1

Tabel Hasil Pengamatan.

No.	V1	V2	Vtot	V1+V2	I1	I2	Itot	R1 = V1/I1	R2 = V2/I2	Rtot = Vtot/Itot	R1+R2
1.
2.
3.

Percobaan 3

Rangkaian Hambatan Paralel

Tujuan Percobaan

-          Mempelajari hubungan kuat arus, tegangan maupun hambatan total pada rangkaian hambatan yang tersusun secara paralel.

Dasar Teori

            Suatu rangkaian dinyatakan paralel jika dua komponen atau lebih dihubungkan pada sumber tegangan yang sama. Pada rangkaian paralel menyediakan lebih dari satu jalur bagi arus untuk mengalir. Setiap jalur paralel disebut cabang.

Pada gambar di bawah ini terdapat rangkaian paralel dengan dua tahanan. Arus yang mengalir keluar dari sumber terbagi menjadi dua bagian pada titik A. Sebagian mengalir melalui tahanan R₁ dan sisanya mengalir pada tahanan R₂.

         

            Tegangan pada setiap cabang adalah sama yakni sesuai dengan tegangan sumbernya.

            Resistor yang dihubungkan secara paralel akan mengalami penurunan resistansi. Ini merupakan kebalikan dari resistor yang dihubungkan secara seri. Resistansi total pada kombinasi paralel selalu lebih kecil daripada resistansi yang paling kecil pada kombinasi tersebut. Rumus untuk menghitung resistansi total pada resistor yang dihubungkan secara paralel adalah sebagai berikut.

Peralatan

-          Powersupply 1 buah

-          Saklar satu kutub 1 buah

-          Multimeter 1 buah

-          Resistor tetap 47 Ω dan 100 Ω 1 buah

-          Projectboard 1buah

-          Kabel Penghubung secukupnya.

Cara Kerja

1.      Persiapkan peralatan / komponen sesuai dengan daftar alat/ bahan.

2.      Buat rangkaian seperti gambar 1.

3.      Hubungkan powersupply ke sumber tegangan ( powersupply masih dalam keadaan mati/off). Pilih tegangan keluaran 2 Volt DC.

4.      Hidupkan powersupply kemudian tutup saklar S ( posisi 1).

5.      Baca pada alat ukur kuat arus dan tegangan untuk hambatan R1, misalnya masing-masing (i₁) daan (V₁) kemudian catat hasilnya ke dalam tabel pada hasil pengamatan.

6.      Buka saklar S (posisi 0), kemudian pindahkan voltmeter ke titik C dan D.

7.      Pindahkan posisi amperemeter di sekitar titik C, kemudian tutup saklar S (posisi 1).

8.      Baca pada alat ukur kuat arus dan tegangan untuk hambatan R₂ misalnya masing-masing i₂ dan V₂ kemudian catat hasilnya ke dalam tabel hasil pengamatan.

9.      Buka saklar S (posisi 0), kemudian pindahkan voltmeter ke titik P dan Q.

10.  Pindahkan amperemeter pada titik P, kemudian waktu saklar S (posisi 1).

11.  Baca kuat arus dan tegangan untuk rangkaian misalnya i_tot dan V_tot kemudian catat hasilnya ke dalam tabel hasil pengamatan.

12.  Ulangi lagkah 4 sampai 11, dengan sumber tegangan yang berbeda, kemudian catat hasilnya ke dalam tabel hasil pengamatan.

Lembar Kerja Mahasiswa

Gambar 1

Tabel Hasil Pengamatan.

No.	V1	V2	Vtot	I1	I2	Itot	I1+I2	1/R1 = I1/V1	1/R1 = I1/V1	1/Rtot = Itot/Vtot	1/R1 + 1/R2
1.
2.
3.

Percobaan 4

TEOREMA THEVENIN

Tujuan Percobaan

Mempelajari penggunaan teorema Thevenin pada rangkaian arus searah

Dasar Teori

Teorema Thevenin

Suatu rangkaian aktif (dengan sumber tegangan dan atau sumber arus dependen maupun independen) yang bersifat linier dengan 2 kutub (terminal) a dan b, dapat diganti dengan suatu tegangan VT seri dengan resistor RT.

 

Gambar 1 Teorema Thevenin

VT = tegangan pada a-b dalam keadaan tanpa beban (open circuit) = VOC

RT = resistansi pada a-b “dilihat” kearah rangkaian dengan semua sumber independen    diganti dengan resistansi dalamnya.

Dengan teorema ini kita dapat menghitung arus beban dengan cepat bila beban diubahubah.

 Alat-alat yang Dipergunakan

a. Kit praktikum (berisi sumber arus, rangkaian N dan beban)

b. Sumber tegangan searah

c. Multimeter (2 buah)

Gambar 2

Cara Kerja

A. Pendahuluan

Dalam percobaan ini, teorema Thevenin dipergunakan untuk mencari arus pada beban

R (R1, R2, atau R3) pada cabang C-D secara tidak langsung dengan mengukur VT,  RT dan R. Kemudian hasilnya dibandingkan dengan pengukuran arus melalui beban secara langsung dengan membaca milli Ammeter.

1.      Pasanglah sumber tegangan searah 20 Volt pada A-B. pada cabang C-D pasanglah mA meter seri dengan beban R1. bacalah arus melalui R1.

2.      Bukalah beban dan mA-meter, sehingga C-D terbuka (open circuit). Ukurlah tegangan open circuit C-D (sama dengan VT) dengan Voltmeter Elektronik yang mempunyai impendansi input tinggi. Tegangan sumber A-B harus tetap = 20Volt.

3.      Mengukur RT yaitu resistansi yag “dilihat” pada terminal C-D ke kiri

- Bukalah/lepaskan sumber tegangan dari A-B

- Hubung singkatkan A-B

- Ukurlah resistansi pada terminal C-D dengan ohm meter (atau jembatan)

4.      Ukurlah resistansi R1

5.      Hitunglah arus melalui R1 dari :

 

Gambar 3

6.      Bandingkan hasil perhitungan (5) tersebut dengan hasil yang peroleh dari (1)

7.      Ulangilah langkah (1) sampai (6) di atas untuk harga R = R2 dan R = R3

8.      Tuliskan hasil percobaan di atas pada tabel dalam lembar kerja atau log book

B. Teorema Thevenin

1. Buatlah rangkaian sebagai berikut:

Gambar 4

2. Aturlah tegangan sama dengan harga VT yang telah diukur pada A.2
3. Sebagai RT dipergunakan rangkaian N dengan A-B dihubung singkatkan dan

      dipasang menurut gambar di atas

4. Ukurlah arus yang mengalir melalui R1 dengan mA-meter
5. Ulangilah percobaan tersebut untuk R = R2, R = R3, dan R = 0 (hubungsingkat)
6. . Tulislah hasil percobaan di atas pada tabel lembar kerja atau log book

Percobaan 5

TEOREMA NORTON

Tujuan Percobaan

Mempelajari penggunaan teorema Norton pada rangkaian arus searah

Dasar Teori

Teorema Norton

Suatu rangkaian aktif (dengan sumber tegangan dan ataua sumber arus dependen maupun independen) yang bersifat linier dengan 2 kutub (terminal) a dan b, dapat diganti dengan satu sumber arus IN paralel dengan satu resistor dengan resistansi RN.

 

Gambar 1 Teorema Norton

IN = arus melalui a-b dalam keadaan hubung singkat (short circuit) = ISC

RN = resistansi pada a-b “dilihat” ke arah rangkaian dengan semua sumber independen diganti dengan resistansi dalamnya.

Alat-alat yang Dipergunakan

a. Kit praktikum (berisi sumber arus, rangkaian N dan beban)

b. Sumber tegangan searah

c. Multimeter (2 buah)

Cara Kerja

Teorema Norton

Rangkaian pada percobaan Teorema Thevenin A.1 sebelumnya diganti dengan sebuah sumber arus IN parael dengan suatu resistansi RN yang besarnya sama dengan RT.

1.      Mencari IN. Pasanglah sumber tegangan searah 20 Volt pada A-B. Ukurlah arus hubung singkat pada C-D (pasanglah mA-meter pada C-D)

2.        RN = RT dapat diperoleh dengan percobaan A.3 tetapi dalam hal ini rangkaian N akan kita pergunakan sebagai RN

3.      Aturlah sumber arus sehingga menghasilkan arus sebesar IN seperti telah diperoleh dari percobaan di atas (Langkah percobaan 1). Buatlah rangkaian seperti berikut:

Gambar 2

4.      Ukurlah arus melalui mA-meter untuk R = R1, R2 dan RN2

5.      Tulislah hasil pengamatan saudara pada tabel dalam lembar kerja atau log book

Percobaan 6

Rangkaian R dan C

Tujuan Percobaan

-          Memahami dan menentukan arus dan tegangan pada R dan C pada sumber tegangan DC.

-     Memahami dan menentukan arus dan tegangan pada R dan C pada sumber tegangan AC.

Dasar Teori

            Rangkaian yang terdiri dari kapasitor dan resistor dikenal sebagai rangkaian R-C merupakan dasar dari berbagai jenis rangkaian pewaktuan dan pembentuk pulsa dan oleh karenanya seringkali ditemukan dalam rangkaian elektronik praktis.

            Sebuah rangkaian R-C dengan sumber tegangan DC konstans (V_S) akan membuat tegangan pada kapasitor (yang  awalnya tidak bermuatan) akan meningkat secara eksponensial. Pada saat yang sama, arus pada rangkaian (i) akan jatuh.

Kecepatan kenaikan tegangan terhadap waktu (dan penyusutan terhadap waktu) akan bergantung pada hasilkali dari kapasitansi dan resistansi. Nilai ini dikenal sebagai konstanta waktu dari rangkaian. Maka :

Dimana C adalah nilai kapasitansi (F), R adalah resistansi (W) dan t adalah konstanta waktu (s).

Tegangan yang timbul pada kapasitor sedang mengisi muatan (V_C) berubah-ubah terhadap waktu (t) menurut hubungan:

Dimana V_C adalah tegangan kapasitor, V_S adalah tegangan sumber dc, t adalah waktu dan CR adalah konstanta waktu rangkaian (sama dengan hasilkali kapasitansi, C dan resistansi R).

Selama pengisian muatan, arus dalam kapasitor (i) berubah-ubah terhadap waktu (t) sesuai dengan hubungan :

i = V_S e^-t/CR

            Dimana i adalah arus kapasitor, V_S adalah tegangan sumber, t adalah waktu, C adalah kapasitansi dan R adalah resistansi.

            Suatu rangkaian yang terdiri dari sebuah sumber ac, dengan nilai kapasitansi dan frekuensi yang diketahui, maka besarnya reaktansi kapasitif dari kapasitor tersebut dalam ohm dapat dihitung dengan

            Jumlah vektor dari reaktansi kapasitif dan resistansi merupakan harga impedansi dan ditentukan dengan rumus :

            Bila nilai impedansi dalam ohm diketahui, maka besarnya tegangan atau arus dapat dihitung dengan menggunakan rumus hukum ohm untuk rangkaian ac:

                       

Peralatan

-          Resistor 2 buah

-          Elko 2 buah

-          Power Supply 1 buah

-          Multimeter 1 buah

-          Projectboard 1 buah

Cara Kerja

1. Rakitlah resistor, kapasitor dan sumber tegangan dc sesuai gambar 1.
2. Ukur besar tegangan pada R dan C dan catat hasilnya pada tabel 1.
3. Ukur besar tegangan pada titik AB dan catat hasilnya pada tabel 1.
4. Ukur arus yang mengalir pada rangkaian dan catat hasilnya pada tabel 1.
5. Rakitlah resistor, kapasitor dan sumber tegangan AC sesuai gambar 2.
6. Ukur besar tegangan pada R dan C lalu catat hasilnya pada tabel 2.
7. Ukur besar tegangan pada titik AB lalu catat hasilnya pada tabel 2
8. Ukur arus yang mengalir pada rangkaian lalu catat hasilnya pada tabel 2.

 

 

Lembar Kerja Mahasiswa

	A

 

A

10V

B

B

10V

Tabel 1

No.	Tegangan Sumber	Tegangan			Arus
		Resistor	Kapasitor	Titik A dan B
1.	6 Volt
2.	10 Volt

Tabel 2

No.	Tegangan Sumber	Tegangan			Arus
		Resistor	Kapasitor	Titik A dan B
1.	6 Volt
2.	10 Volt

Percobaan 7

Dioda

Tujuan Percobaan

-          Memahami karakteristik dioda.

-          Membuktikan prinsip kerja dioda  saat diberi prategangan maju.

-          Membuktikan prinsip kerja dioda  saat diberi prategangan balik.

Dasar Teori

            Ketika suatu sambungan dibentuk dari bahan semikonduktor tipe-N dan tipe-P, perangkat yang dihasilkan ini disebut dioda. Sisi P dari suatu dioda disebut anoda, dan sisi n disebut katoda. Bila diberikan forward bias, dioda menjadi sangat tidak konduk sebelum kita melampaui potensial barier. Ini menyebabkan arus menjadi kecil untuk beberapa persepuluh volt yang pertama. Bila kita mendekati potensial barier (sekitar 0,7 V untuk dioda silikon), elektron bebas dan hole mulai melintasi junction dalam jumlah yang lebih besar. Ini akan membuat pertambahan arus dengan cepat. Di atas 0,7 V, pertambahan tegangan yang kecil menghasilkan pertambahan arus yang besar.

Tegangan Lutut (Knee Voltage)

            Tegangan dimana arus mulai bertambah secara cepat disebut tegangan lutut (knee) atau offset. Untuk dioda silikon, tegangan ini sama dengan potensial barier, sekitar 0,7 V. ( Dioda germanium mempunyai tegangan offset 0,3 V).

Tahanan Bulk (Bulk Resistance)

            Di atas tegangan lutut, arus dioda bertambah secara cepat ; pertambahan tegangan dioda yang besar. Alasaannya adalah : setelah potensial barier dilewati, yang menahan arus hanyalah tahanan bulk (bulk resistance) atau tahanan ohm dari daerah p dan n. Tahanan ini adalah linier.

Dengan kata lain, dioda adalah gabungan dari tahanan non linier yang tinggi (junction) dan tahanan bulk yang linier (daerah p dan n di luar lapisan kosong). Dibawah 0,7 V yang dominan adalah ketidak linieran dari junction; di atas 0,7 V beralih pada kelinieran tahanan badan.

Daerah Reverse

            Bila kita me-reverse-bias dioda, maka kita akan memperoleh arus balik yang sangat kecil (disebut juga arus bocor). Jika kita menambah tegangan balik cukup besar, pada suatu saat kita akan mencapai tegangan breakdown dioda           ( Beberapa dioda mempunyai tegangan breakdown ratusan volt).

Peralatan dan Bahan

-          Powersupply 1 buah

-          Dioda 1 buah

-          Multimeter 1 buah

-          Resistor 1 buah

-          Projectboard 1 buah

Cara Kerja

1. Buatlah Rangkaian seperti gambar 1
2. Ukur arus dan tegangan pada dioda dan masukkan hasilnya pada tabel 1
3. Ulangi langkah 2 dengan besar sumber tegangan yang berbeda seperti yang ditunjukkan pada tabel 1.
4. Buatlah Rangkaian seperti gambar 2
5. Ukur arus dan tegangan pada dioda dan masukkan hasilnya pada tabel 2
6. Ulangi langkah 5 dengan besar sumber tegangan yang berbeda seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.

Lembar Kerja Mahasiswa

Gambar 1

Gambar 2

Tabel 1

No.	Tegangan Sumber	Arus Dioda	Tegangan Dioda
1.	2 Volt
2.	4 Volt
3.	6 Volt
4.	8 Volt
5.	10 Volt

Tabel 2

No.	Tegangan Sumber	Arus Dioda	Tegangan Dioda
1.	2 Volt
2.	4 Volt
3.	6 Volt
4.	8 Volt
5.	10 Volt

Percobaan 6

Penyearah Setengah Gelombang

Tujuan Percobaan

            Mengamati bentuk tegangan yang dihasilkan oleh penyearah setengah gelombang.

Dasar Teori

            Pada rangkaian setengah gelombang, setengah puncak positif dari tegangan sekunder akan dilewatkan dioda yang diberikan panjar maju, maka seluruh tegangan sekunder tersebut akan muncul pada penghambat. Karena itu harga puncak dari tegangan keluar sama dengan harga puncak tegangan sekunder:

Sedangkan tegangan beban dc adalah:

Dan arus beban dc tentukan oleh:

            Sementara pada setengah siklus negatif diode seolah-olah dalam keadaan terbuka. Karena tidak ada arus yang mengalir melalui dioda, tidak terjadi pula penurunan tegangan pada penghambat. Ini berarti bahwa seluruh tegangan sekunder terdapat pada diode terbuka.

Dalam rangkaian penyearah, tegangan balik maksimum yang terjadi pada dioda itu disebut tegangan balik puncak (peak inverse voltage atau disingkat PIV).

PIV = V_2(peak)

            Untuk menghindari kerusakan pada dioda, harga PIV harus lebih rendah dari tegangan dadal dioda.

Peralatan dan Bahan

-          Resistor 470W 1 buah

-          Dioda 1N4002 1 buah

-          Papan Rangkaian 1 Buah

-          Kabel penghubung

-          Powersupply 1 buah

-          Osiloskop 1 buah

Cara Kerja:

1.      Persiapkan peralatan/komponen sesuai daftar peralatan dan bahan lalu buatlah rangkaian seperti gambar 1.

2.      Hidupkan osiloskop dan tunggu beberapa saat hingga terlihat garis pada layar. Lakukan pengaturan secukupnya pada tombol posisi hingga garis berimpit dengan sumbu X. Jika garis tidak stasioner (berkedip) atur tombol sweeptime hingga diperoleh garis stasioner.

3.      Ukur tegangan keluaran pada powersupply dan masukkan nilainya pada tabel hasil pengamatan.

4.      Hubungkan osiloskop ke rangkaian pada titik A dan B (dengan menggunakan probe).

5.      Amati dan gambarkan bentuk tegangan pada tabel hasil pengamatan kolom V_in pada V_2(peak).

6.      Pindahkan hubungan osiloskop dengan rangkaian pada titik C dan D

7.      Amati dan gambarkan bentuk tegangan pada kolom Tegangan RL.

8.      Ulangi 3 s/d 7 dengan sumber tegangan yang berbeda ( 4 volt).

Lembar Kerja Mahasiswa

Gambar 1

Tabel hasil pengamatan

No.	Tegangan Masuk (ac)	Teg.Terukur (Voltmeter)	Vin Pada V2(peak)	Tegangan RL
1.	2 Volt
2.	4 Volt
3	6 Volt

Percobaan 7

Penyearah Jembatan

Tujuan Percobaan

Mengamati bentuk tegangan yang dihasilkan oleh penyearah jembatan.

Dasar Teori

            Penyearah jembatan (bridge rectifier) merupakan rangkaian penyearah yang paling luas penggunaannya. Seperti terlihat pada gambar di bawah, selama setengah-siklus positif dari tegangan sekunder. Dioda D₂ dan D₃ mendapat prategangan maju, sedangkan D₁ dan D₂ mendapat prategangan-balik. Karena itu elektron-elektron mengalir selama jangka waktu ini melalui D₃, diteruskan ke kanan melalui hambatan beban dan akhirnya keluar melalui D₂.

Selama setengah-siklus negatif dioda D₁ dan D₄ yang menghantar sedangkan dioda D₂ dan D₃ tak bekerja. Selama setengah siklus ini, elektron-elektron mengalir melalui D₁, di teruskan ke kanan melalui hambatan beban dan akhirnya dikeluarkan melalui D₄.

            Tegangan beban dc pada rangkaian penyearah jembatan adalah :

            Jika penurunan tegangan dioda diabaikan, maka tegangan-keluar puncak menjadi sama dengan tegangan sekunder:

Sehubungan dengan penyearah yang berpola gelombang penuh, frekuensi keluaran merupakan kelipatan ganda dari frekuensi masukan:

Dalam rangkaian penyearah jembatan, tegangan balik puncak pada masing-masing dioda yang tak menghantar adalah:

PIV = V_2(peak)

Karena masing-masing dioda hanya menghantar selama setengah siklus, arus-dioda dc hanya sama dengan setengah arus-beban dc:

Peralatan dan Bahan

-          Resistor 470W 1 buah

-          Dioda 1N4002 4 buah

-          Papan Rangkaian 1 Buah

-          Kabel penghubung

-          Powersupply 1 buah

-          Osiloskop 1 buah

Cara Kerja:

1.      Persiapkan peralatan/komponen sesuai daftar peralatan dan bahan lalu buatlah rangkaian seperti gambar 1.

2.      Hidupkan osiloskop dan tunggu beberapa saat hingga terlihat garis pada layar. Lakukan pengaturan secukupnya pada tombol posisi hingga garis berimpit dengan sumbu X. Jika garis tidak stasioner (berkedip) atur tombol sweeptime hingga diperoleh garis stasioner.

3.      Ukur tegangan keluaran pada powersupply dan masukkan nilainya pada tabel hasil pengamatan.

4.      Hubungkan osiloskop ke rangkaian pada titik A dan B (dengan menggunakan probe).

5.      Amati dan gambarkan bentuk tegangan pada tabel hasil pengamatan kolom V_in pada V_2(peak).

6.      Pindahkan hubungan osiloskop dengan rangkaian pada titik C dan D

7.      Amati dan gambarkan bentuk tegangan pada kolom Tegangan RL.

8.      Ulangi 3 s/d 7 dengan sumber tegangan yang berbeda ( 4 volt).

Lembar Kerja Mahasiswa

Gambar 1

Tabel hasil pengamatan

No.	Tegangan Masuk (ac)	Teg.Terukur (Voltmeter)	Vin Pada V2(peak)	Tegangan RL
1.	2 Volt
2.	4 Volt
3	6 Volt

Percobaan 8

Penapis Setengah Gelombang

Tujuan Percobaan

1.      Mempelajari prinsip perata arus dari penapis kapasitor pada penyearah setengah gelombang.

2.      Mengamati bentuk gelombang yang dihasilkan penyearah setengah gelombang yang diberi penapis kapasitor.

Dasar Teori

            Keluaran dari penyearah setengah gelombang merupakan tegangan dc yang berubah-ubah (berdenyut). Sebelum siap dipakai untuk memberi catu daya kepada rangkaian elektronik, tegangan-tegangan yang berubah-ubah itu harus ditapis atau diperhalus agar keluarannya merupakan tegangan yang hampir tetap. Cara yang paling banyak adalah menggunakan penapis masukan kapasitor.

            Gagasan pokok suatu penapis masukan kapasitor adalah sebagai berikut ; bila dioda menghantar arus, maka kapasitor akan diisi oleh sumbernya. Mengingat bahwa dioda mempunyai hambatan yang rendah, proses pengisian tersebut mengambil waktu yang amat singkat. Di pihak lain, bila dioda terputus (terhenti), kapasitor akan melepas muatannya melalui tahanan beban. Dengan desain khusus, waktu pengosongan kapasitor dapat dibuat sangat panjang. Dengan demikian tegangan pada kapasitor merupakan tegangan dc yang hampir tetap harganya.

            Berikut ini adalah cara kerja dari rangkaian penyearah setengah gelombang dengan penapis kapasitor : Selama setengah siklus positif dari tegangan masuk, dioda dalam keadaan menghantar dan kapasitor langsung diisi. Mengingat bahwa dioda hanya memiliki hambatan sangat kecil, kapasitor akan mencapai puncak tegangan masuk dalam waktu yang amat singkat. Sejenak setelah melewati puncak positif, dioda akan terputus dan kapasitor mulai melepaskan muatanya melalui hambatan beban. Namun waktu pengosongan ini sangat panjang dibandingkan perioda sinyal masukannya. Itulah sebabnya tegangan kapasitor hanya berekurang sedikit sebelum tibanya puncak sinyal berikut.

Pada saat mendekati puncak tersebut, dioda akan menghantar lagi secara singkat dan mengisi kapasitor kembali kepada puncak tegangan masuk.

            Jika riak dapat diabaikan, maka tegangan-keluar dc dari penapis masukan-kapasitor sama dengan tegangan-masuk puncak:

V_dc = V_2(peak)

            Jika riak puncak-ke-puncak telah berhasil dihitung, maka harga lebih teliti untuk V_dc adalah:

                                                           

Karena kapasitor penapis bertahan pada tegangan yang hampir sama dengan tegangan puncak, maka tegangan-balik puncak dari suatu penyearah setenga gelombang akan bertambah besar.

            Ini terjadi pada saat tegangan sumber mencapai puncak negatif, sedangkan kapasitor masih bertahan pada puncak positif.

Peralatan dan Bahan

-          Resistor 470W 1 buah

-          Dioda 1N4002 1 buah

-          Papan Rangkaian 1 Buah

-          Kabel penghubung

-          Powersupply 1 buah

-          Osiloskop 1 buah

-          Kapasitor 1000mF 1 buah

Cara Kerja:

1.      Persiapkan peralatan/komponen sesuai daftar peralatan dan bahan lalu buatlah rangkaian seperti gambar 1.

2.      Hidupkan osiloskop dan tunggu beberapa saat hingga terlihat garis pada layar. Lakukan pengaturan secukupnya pada tombol posisi hingga garis berimpit dengan sumbu X. Jika garis tidak stasioner (berkedip) atur tombol sweeptime hingga diperoleh garis stasioner.

3.      Ukur tegangan keluaran pada powersupply dan masukkan nilainya pada tabel hasil pengamatan.

4.      Hubungkan osiloskop ke rangkaian pada titik A dan B (dengan menggunakan probe).

5.      Amati dan gambarkan bentuk tegangan pada tabel hasil pengamatan kolom V_in pada V_2(peak).

6.      Pindahkan hubungan osiloskop dengan rangkaian pada titik C dan D

7.      Amati dan gambarkan bentuk tegangan pada kolom Tegangan RL.

8.      Ulangi 3 s/d 7 dengan sumber tegangan yang berbeda ( 4 volt).

Lembar Kerja Mahasiswa

Gambar 1

Tabel hasil pengamatan

No.	Tegangan Masuk (ac)	Teg.Terukur (Voltmeter)	Vin Pada V2(peak)	Tegangan RL
1.	2 Volt
2.	4 Volt
3	6 Volt

Percobaan 9

Penapis Jembatan

Tujuan Percobaan

1.      Mempelajari prinsip perata arus dari penapis kapasitor pada penyearah jembatan

2.      Mengamati bentuk gelombang yang dihasilkan penyearah jembatan yang diberi penapis kapasitor.

Dasar Teori

            Pada gambar dibawah, menunjukkan suatu rangkaian penyearah jembatan yang dilengkapi penapis masukan-kapasitor. Rangkaian ini memberi hasil deteksi puncak yang lebih baik karena kapasitor diisi dengan frekuensi yang berlipat ganda. Sebagai hasilnya tegangan-keluar berkurang menjadi setengah dari penyearah setengah gelombang dan keluarannya makin mendekati tegangan dc yang sama dengan puncak tegangan masuk.

            Jika riak dapat diabaikan, maka tegangan-keluar dc dari penapis masukan-kapasitor sama dengan tegangan-masuk puncak:

V_dc = V_2(peak)

            Jika riak puncak-ke-puncak telah berhasil dihitung, maka harga lebih teliti untuk V_dc adalah:

                                                           

Tegangan-balik puncak pada dioda yang tidak menghantar dalam penyearah jembatan adalah sama dengan:

Peralatan dan Bahan

-          Resistor 470W 1 buah

-          Dioda 1N4002 4 buah

-          Papan Rangkaian 1 Buah

-          Kabel penghubung

-          Powersupply 1 buah

-          Osiloskop 1 buah

-          Kapasitor 1000mF 1 buah

Cara Kerja:

1.      Persiapkan peralatan/komponen sesuai daftar peralatan dan bahan lalu buatlah rangkaian seperti gambar 1.

2.      Hidupkan osiloskop dan tunggu beberapa saat hingga terlihat garis pada layar. Lakukan pengaturan secukupnya pada tombol posisi hingga garis berimpit dengan sumbu X. Jika garis tidak stasioner (berkedip) atur tombol sweeptime hingga diperoleh garis stasioner.

3.      Ukur tegangan keluaran pada powersupply dan masukkan nilainya pada tabel hasil pengamatan.

4.      Hubungkan osiloskop ke rangkaian pada titik A dan B (dengan menggunakan probe).

5.      Amati dan gambarkan bentuk tegangan pada tabel hasil pengamatan kolom V_in pada V_2(peak).

6.      Pindahkan hubungan osiloskop dengan rangkaian pada titik C dan D

7.      Amati dan gambarkan bentuk tegangan pada kolom Tegangan RL.

8.      Ulangi 3 s/d 7 dengan sumber tegangan yang berbeda ( 4 volt).

9.       

Lembar Kerja Mahasiswa

Gambar 1

Tabel hasil pengamatan

No.	Tegangan Masuk (ac)	Teg.Terukur (Voltmeter)	Vin Pada V2(peak)	Tegangan RL
1.	2 Volt
2.	4 Volt
3	6 Volt