LAPORAN HASIL PERAKTIKUM ALAT UKUR (OSILOSKOP)

SILAHKAN DOWNLOAD

RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG

Rangkaian penyearah gelombang merupakan rangkaian yang berfungsi untuk merubah arus bolak-balik (Alternating Current / AC) menjadi arus searah (Direct Current / DC). Komponen elektronika yang berfungsi sebagai penyearah adalah dioda, karena dioda memiliki sifat hanya memperbolehkan arus listrik melewati-nya dalam satu arah saja.

Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang Rangkaian penyearah setengah gelombang merupakan rangkaian penyearah sederhana yang hanya dibangun menggunakan satu dioda saja, seperti diilustrasikan pada gambar berikut ini.

DIODA

Karakteristik Dioda 

Dioda merupakan salah satu komponen elektronika yang termasuk komponen aktif. Dibawah ini merupakan gambar yang melambangkan dioda penyearah.
                                                                                                    
                               P          N                                 

Anoda          Katoda

Sisi P disebut Anoda dan sisi N disebut Katoda. Lambang dioda seperti anak panah yang arahnya dari sisi P ke sisi N. Karenanya ini mengingatkan kita pada arus konvensional mudah mengalir dari sisi P ke sisi N. 

Dalam pendekatan dioda ideal, dioda dianggap sebagai sebuah saklar tertutup jika diberi bias forward dan sebagai saklar terbuka jika diberi bias reverse. Artinya secara ideal, dioda berlaku seperti konduktor sempurna (tegangan nol) jika dibias forward dan seperti isolator sempurna (arus nol) saat dibias reverse.

Untuk pendekatan kedua, dibutuhkan tegangan sebesar 0,7 V sebelum dioda silikon konduksi dengan baik. Dioda dapat digambarkan sebagai suatu saklar yang diseri dengan tegangan penghambat 0,7 V. Apabila tegangan sumber lebih besar dari 0,7 V maka saklar akan tertutup. Sebaliknya apabila tegangan sumber lebih kecil dari 0,7 V maka saklar akan terbuka.

Dalam pendekatan ketiga akan diperhitungkan hambatan bulk (RB). Rangkaian ekivalen untuk pendekatan ketiga ini adalah sebuah saklar yang terhubung seri dengan tegangan 0,7 V dan hambatan RB. Saat tegangan dioda lebih besar dari 0,7 V maka dioda akan menghantar dan tegangan akan naik secara linier dengan kenaikan arus. Semakin besar arus, akan semakin besar tegangan dioda karena tegangan ada yang jatuh menyebrangi hambatan bulk.

Percobaan Karakteristik Dioda 

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk memahami karakteristik dioda yang berhubungan dengan tegangan dan arus, mengetahui cara mengukur parameter-parameter pada dioda dan mengetahui karakteristik dioda Zener. 
Dari tujuan percobaan diatas, maka langkah-langkah yang harus dilakukan adalah sebagai berikut:

• Langkah pertama yaitu merangkai rangkaian seperti pada Gambar 1.4 dimana sumber tegangan diberikan setelah rangkaian selesai disusun.
• Kemudian sumber tegangan di berikan pada rangkaian tersebut. Sumber tegangan yang digunakan adalah sumber tegangan searah (DC). Kondisi dioda pada saat itu belum aktif, hal ini disebabkan nilai tegangan sumber yang lebih kecil dari 0,7 V.
• Setelah nilai tegangan sumber dinaikkan, maka akan ada arus yang mengalir melewati dioda.
• Kita dapat mengetahui tegangan pada dioda (VD) dengan melihat Voltmeter, dan arus yang mengalir dengan melihat Amperemeter. Dari kedua nilai ini maka akan didapat nilai resistansi dioda saat konduksi.
• Kemudian percobaan diatas diulang dengan membalik tegangan tegangan bias dioda seperti yang ditunjukkan dalam gambar 1.5.

Penerapan Dioda 

Hampir semua peralatan elektronika memerlukan sumber arus searah. Penyearah digunakan untuk mendapatkan arus searah dari suatu arus bolak-balik. Arus atau tegangan tersebut harus benar-benar rata tidak boleh berdenyut-denyut agar tidak menimbulkan gangguan bagi peralatan yang dicatu. 

Dioda sebagai salah satu komponen aktif sangat popular digunakan dalam rangkaian elektronika, karena bentuknya sederhana dan penggunaannya sangat luas. Ada beberapa macam rangkaian dioda, diantaranya: penyearah setengah gelombang (Half-Wafe Rectifier), penyearah gelombang penuh (Full-Wave Rectifier), rangkaian pemotong (Clipper), rangkaian penjepit (Clamper) maupun pengganda tegangan (Voltage Multiplier). 

Percobaan Penerapan Dioda 

Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mempelajari bermacam-macam rangkaian dioda dan sifat-sifatnya, membandingkan sinyal input dan output pada rangkaian dioda, mengetahui cara kerja rangkaian-rangkaian dioda, mengetahui perbandingan hasil antara teori dan praktek. 

Penyearah Gelombang Penuh (Full-Wave Rectifier)

Langkah-langkah yang harus dilakukan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut: 

• Langkah pertama yaitu merangkai rangkaian seperti pada gambar dibawah ini dimana sumber tegangan diberikan setelah rangkaian selesai disusun.

Gambar Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh

Physics - Constants

Physics - Constants

Much of the groundbreaking work in physics has allowed the results to take the form of constants. Certain values - like the speed of light for example - are relatively unchanged and can safely integrate themselves into new problems to be solved. The list of constants given here are the ones used mostly by Astronomers. A complete list of physical constants is available from the Physics Laboratory of the National Institute of Standards and Technology. In addition to constants, I have also integrated some useful quantities as well. Name: Symbol: Value: Astronomical Unit A.U. 1.496 x 1011 meters Atomic Mass Constant mu 1.6605386x10-27 kg Boltzmann Constant k 1.3806505x10-23 J K-1 Electron Volt eV 1.60217653x10-19 J Gravitational Constant G 6.6742x10-11 m3 kg-1 s-2 Gravity Constant Over h-bar G/ħ c 6.7087x10-39 (GeV/c2)-2 Light Year ly 9.4605x1015 m Mass of Proton mp 1.67262171x10-27 kg Mass of Neutron mn 1.67492728x10-27 kg Mass of Electron me 9.1093826x10-31 kg Mass of Hydrogen Atom mH 1.6735x10-27 kg Parsec pc 3.0857x1016 m Planck Constant h 6.6260693x10-34 J s Planck Constant over 2π ħ 1.05457168x10-34 J s Rydberg Constant R∞ 6.6x10-12 Solar Mass 1.989x1030 kg Solar Radius 6.9599x108 m Solar Luminosity 3.90x1026 W Speed of Light c 299,792,458 m s-1 Standard Atmosphere 101,325 Pa Stefan-Boltzmann Constant σ 5.670400x10-8 W m-2 K-4 Wien Displacement Law b 2.8977685x10-3 n K Year - Earth 365.2564 days Year - Earth 3.156x107 sec

PERESENTASI BAHAN MATA KULIAH STATIKA OLEH KELOMPOK IV (BAB 1)

STATISTIKA

Simbol Elektronika

Karena komponen, sirkuit, pengukuran dan pengkabelan dalam elektronik maka ada dibuatkan simbol-simbol elektronika untuk memudahkan kita dalam perancangan serta perbaikan suatu alat elektronika. Simbol ini juga berguna untuk mempermudah kita dalam pemahaman tentang elektronika. Dan ingat, Setiap simbol dari suatu komponen adalah sama dan tidak pernah berubah-ubah.

Dibawah ini adalah beberapa simbol elektronika yang umum dalam elektronika :
1. Simbol komponen Umum (Passive)

2 Simbol Komponen Umum (Active)

 

Simbol Komponen - Komponen Khusus

1. Simbol Resistor  

Pengenalan Arus Bolak - Balik (AC/Alternating Current)

Arus Bolak-Balik (Alternating Current / AC)

Bottom of Form

Resistor pada rangkaian arus bolak-balik (AC) sederhana secara langsung menahan aliran elektron pada setiap periode waktu, sehingga bentuk gelombang tegangan yang melewati

resistor akan se-phasa dengan bentuk gelombang arus-nya. Lebih sederhana-nya, tegangan dan arus yang melewati pada rangkaian AC memiliki phasa yang sama. Jika digambarkan dalam diagram phasor, maka arus (I) ke arah sumbu 'X' positif (kanan) dan tegangan juga ke arah sumbu 'X' positif (kanan). Perhatikan gambar hasil plot dari simulasi tegangan dan arus yang melewati resistor pada rangkaian AC berikut ini.

Kita dapat melihat pada gambar di atas, kedua gelombang tegangan dan arus se-phasa. Pada saat tegangan pada posisi positif, posisi titik “0” (Nol), maupun posisi negatif, arus juga berada pada posisi yang sama.

Karakteristik disipasi daya resistor pada rangkaian AC diperlihatkan oleh kurva hijau pada gambar di atas. Jika diperhatikan kurva disipasi daya resistor tidak pernah berada pada posisi negatif, ini menunjukkan bahwa resistor selalu ter-disipasi daya, dimana kelebihan energi dilepaskan dalam bentuk energi panas.

Reaktansi Induktif

Berbeda dengan rangkaian AC resitif dimana arus dan tegangan se-phasa, pada rangkaian AC induktif phasa tegangan mendahului 90° terhadap arus. Jika digambarkan diagram phasor-nya maka arus mengarah ke sumbu ‘X’ positif (kanan) dan tegangan mengarah ke sumbu ‘Y’ positif (atas) seperti yang diilustrasikan oleh gambar.

Hambatan aliran elektron ketika melewati induktor pada rangkaian AC disebut sebagai ‘Reaktansi Induktif’, reaktansi dihitung dalam satuan Ohm (Ω) sama hal-nya seperti resistansi. Simbol reaktansi induktif adalah 'X_L', pada rangkaian AC sederhana, reaktansi induktif dapat dihitung menggunakan persamaan berikut.

X_L = 2 ∙ π ∙ f ∙ L

Dimana :
X_L = Reaktansi induktif (Ohm / Ω)

π= Pi ≈ 3,14

f= Frekuensi (Hertz / Hz)

L= Induktansi (Henry / H)

Contoh:

Tentukan reaktansi induktif jika diketahui frekuensi rangkaian AC 50Hz, dan induktansi induktor 1H.
Jawab:

• X_L = 2 ∙ π ∙ f ∙ L
• X_L = 2 ∙ 3,14 ∙ 50 ∙ 1
• X_L = 314 Ω

Jika pada contoh kasus di atas diketahui tegangan AC sebesar 50V, berapakah arus yang mengalir pada rangkaian? Untuk menjawab pertanyaan ini adalah dengan menggunakan hukum Ohm dimana V = I ∙ R, kemudian ganti ‘R’ (resistansi) dengan reaktansi induktif (X_L).

Jawab:

• I = V / X_L
• I = 50 / 314
• I = 0,16A

Reaktansi induktif berbanding lurus terhadap frekuensi, jika frekuensi meningkat maka reaktansi induktif juga akan meningkat atau membesar dan begitu juga sebaliknya.

Karakteristik disipasi daya induktor pada rangkaian AC diperlihatkan oleh kurva hijau di atas. Tidak seperti pada resistor dimana resistor selalu ter-disipasi daya dan kelebihan energi-nya dilepaskan dalam bentuk energi panas, induktor pada rangkaian AC tidak ter-disipasi daya dengan kata lain disipasi daya induktor pada rangkaian AC sama dengan ‘0’ (Nol). Mengapa demikian karena pada saat disipasi daya induktor bernilai positif, daya ini diserap oleh induktor tetapi ketika daya disipasi induktor bernilai negatif, daya disalurkan ke rangkaian. Karena disipasi daya yang diserap dan disalurkan sama besar maka disipasi daya pada induktor sama dengan ‘0’ (Nol). Ini berlaku hanya pada induktor ideal (R induktor = 0Ω).

Reaktansi Kapasitif

Ketika arus dan tegangan melewati kapasitor pada rangkaian AC, phasa arus mendahului 90° phasa tegangan. Jika digambarkan diagram phasor-nya maka arus (I) ke arah sumbu 'X' positif (kanan) dan tegangan ke arah sumbu 'Y' negatif (bawah).

Hambatan aliran elektron ketika melewati kapasitor pada rangkaian AC disebut sebagai ‘Reaktansi Kapasitif’, reaktansi kapasitif dihitung dalam satuan Ohm (Ω) sama hal-nya seperti resistansi dan reaktansi induktif. Simbol reaktansi induktif adalah 'X_C', pada rangkaian AC sederhana, reaktansi kapasitif dapat dihitung menggunakan persamaan berikut.

Dimana :
X_C = Reaktansi kapasitif (Ohm / Ω)

π= Pi ≈ 3,14

f= Frekuensi (Hertz / Hz)

C= Kapasitansi (Farad / F)

Contoh:
Tentukan reaktansi kapasitif (XC) jika diketahui frekuensi rangkaian AC 50Hz, dan kapasitansi kapasitor 10uF.
Jawab:

• XC = 1 / (2 ∙ π ∙ f ∙ C)
• XC = 1 / (2 ∙ 3,14 ∙ 50 ∙ 10x10^-6)
• XC = 1 / 0,00314 •XC = 318Ω

Jika pada contoh kasus di atas diketahui tegangan AC sebesar 50V, berapakah arus yang mengalir pada rangkaian? dengan menggunakan cara yang sama yaitu dengan menggunakan hukum Ohm dimana V = I ∙ R, kemudian ganti ‘R’ (resistansi) dengan reaktansi kapasitif (X_C).

Jawab:

• I = V / X_C
• I = 50 / 318
• I = 0,16A

Reaktansi kapasitif berbanding terbalik terhadap frekuensi, jika frekuensi meningkat maka reaktansi kapasitif akan menurun dan begitu juga sebaliknya.

Karakteristik disipasi daya kapasitor pada rangkaian AC sama seperti pada karakteristik daya induktor yaitu sama dengan ‘0’ (Nol), karena daya yang diserap dan disalurkan oleh kapasitor sama besar dan ini hanya berlaku untuk kapasitor ideal.

Impedansi

Impedansi merupakan total dari resistansi dan reaktansi komponen pada suatu rangkaian AC. Impedansi disimbolkan oleh huruf kapital ‘Z’ dan dihitung dalam satuan Ohm (Ω). Dalam matematika impedansi rangkaian R, L, C yang dirangkai seri dituliskan dalam bentuk persamaan:

Dimana :
Z = Impedansi (Ohm / Ω)

R = Resistansi (Ohm / Ω)

X_L = Reaktansi induktif (Ohm / Ω)

X_C = Reaktansi kapasitif (Ohm / Ω)

Contoh:

Diketahui V = 50VAC, R = 10Ω, X_L = 5Ω, X_C = 10Ω tentukan impedansi rangkaian jika R, L, C dirangkai seri?
Jawab:

• Z = √ (R² + (X_C - X_L)²)
• Z = √ (10² + (10 - 5)²)
• Z = √ (125)
• Z = 11,2 Ω

Jika pada suatu rangkaian AC hanya terdiri dari R dan L yang dirangkai seri digunakan persamaan:

Sedangkan jika pada suatu rangkaian AC hanya terdiri dari R dan C yang dirangkai seri digunakan persamaan:

Lalu bagaimana menghitung impedansi pada rangkaian AC dimana terdapat R-L-C yang dirangkai secara paralel? Impedansi pada rangkaian R-L-C paralel sama dengan tegangan total dibagi dengan arus total.

Dimana:
Z_T = Impedansi total (Ohm / Ω)
V_T = Tegangan total (Volt / V)
I_T = Arus total (Ampere / A)

Untuk mencari arus total (I_T) pada R-C-L paralel digunakan persamaan berikut ini.

Dimana:
I_T = Arus total (Ampere / A)

I_R = Arus yang melewati resistor (Ampere / A)

I_C = Arus yang melewati kapasitor (Ampere / A)

I_L = Arus yang melewati induktor (Ampere / A)

Contoh:

Sebuah rangkaian R-L-C paralel dimana R = 100Ω, X_L = 5Ω, X_C = 8Ω dan dihubungkan dengan tegangan 120VAC, hitung arus total (I_T) dan impedansi rangkaian (Z_T)?
Jawab: Untuk mencari I_R, I_L, dan I_C gunakan persamaan hukum ohm:

• I_R = V / R = 120 / 100 = 1,2A
• I_L = V / X_L = 120 / 5 = 24A
• I_C = V / X_C = 120 / 8 = 15A

Untuk I_T :

• I_T = √ (I_R ² + (I_L - I_C)²)
• I_T = √ (1,2 ² + (24 - 15)²)
• I_T = √ (1,2 ² + 9²)
• I_T = √ 82.44
• I_T = 9A

Untuk Z_T :

• Z_T = V / I_T
• Z_T = 120 / 9
• Z_T = 13,33Ω