Alat Dan Bahan Praktikum Listrik

TUGAS PENDAHULUAN “PERATA ARUS” NAMA

: RATRI WAHYUNI

NPM/KEL

: A1E016009/2

1) NO 1.

ALAT/BAHAN

Hambatan tetap 470  2.

Dioda 1N4002

3.

Papan rangkaian

FUNGSI Merupakan komponen elektronika berjenis pasif dan punya sifat menghambat arus listrik. Adapun satuan nilai dari resistor adalah Ohm. Fungsi: a) sebagai pembagi arus dan juga tegangan b) sebagai penurun tegangan c) penghambat aliran arus listrik d) bekerja sama dengan transistor dan kondensator untuk membangkitkan frekuensi tingggi dan frekuensi rendah a) penyearah, contoh: dioda bridge b) penstabil tegangan (voltage regulator), yaitu dioda Zener c) pengaman/sekering d) sebagai rangkaian clipper, yaitu untuk memangkas/membuanglevel sinyal yang ada diatas atau dibawah level tegangan tertentu e) sebagai rangkaian clamper, yaitu untuk menambahkan komponen DC kepada suatu sinyal AC f) Pengganda tegangan g) Sebagai indikator, yaitu LED (Light Emiting Diode) h) Sebagai sensor panas, contoh aplikasi pada rangkaian power amplifier i) Sebagai sensor cahaya, yaitu dioda photo j) Sebagai rangkaian VCO (Voltage Controlled Oscillator), yaitu dioda varactor Papan rangkaian (PCB) terbuat dari bahan pertinaks yang sudah dilapisi dengan tembaga dimana lapisan tembaga berfungsi sebagai penghubung komponen satu dengan yang lainnya dalam suatu rangkaian. Fungsi: a) Tempat menyusun komponen-komponen elektonika sehingga terpasang rapi dan terorganisir

b) Menghubungkan kaki komponen satu sama lain baik kaki komponen aktif maupun pasif c) Pengganti kabel untuk menyambung berbagai komponen, sehingga membutuhkan tempat yang lebih efisien d) Membuat tampilan suatu rangkaian elektronika lebih rapi dan tertata a) Sebagai penghubung setiap kotak pada papan rangkaian. b) Sebagai pengganti kabel listrik c) Sebagai pengganti saklar

4.

Jembatan penghubung 5.

Saklar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutus dan menghubungkan aliran listrik baik pada jaringan arus listrik kuat maupun arus listrik lemah. Saklar 1 kutub

6.

Kabel penghubung merah 7.

Kabel penghubung hitam 8.

Catu daya

Sebagai medium yang dapat menghantar listrik dan berfungsi untuk menghubungkan arus listrik. Alat ini digunakan dengan cara mencolokkan atau menghubungkan ujung kabel pada kedua benda yang akan mengalirkan dan dialiri listrik. Kabel penghubung merah dicolokkkan pada terminal positif (+). Sebagai medium yang dapat menghantar listrik dan berfungsi untuk menghubungkan arus listrik. Alat ini digunakan dengan cara mencolokkan atau menghubungkan ujung kabel pada kedua benda yang akan mengalirkan dan dialiri listrik. Kabel penghubung merah dicolokkkan pada terminal nrgatif (-). Sebagai sumber tegangan AC dan DC yang tegangannya bisa di atur sesuai kebutuhan kita.

9.

Osiloskop

Oscilloscope yang dilengkapi dengan tabung sinar katoda berfungsi untuk memproyeksikan sinyal listrik ke layar tabung katoda menjadi bentuk gelombang yang dapat dilihat, diamati, dan dipelajari. Seiring kemajuan teknologi, kini Oscilloscope sudah dalam bentuk perangkat digital dengan fitur yang lebih lengkap dan lebih sempurna. Dengan bantuan oscilloscope, hal-hal berikut ini dapat kita lakukan: a) Melihat dan mengamati bentuk gelombang listrik b) Mengukur tegangan peak to peak (puncak ke puncak) c) Dapat melihat suatu distorsi gelombang listrik d) Dapat melihat lebar fulsa, periode, dan waktu dari dua sinyal e) Mengukur frekwensi gelombang listrik

10.

a) b)

c) d) e) f) g) h)

Kapasitor 1000  F Gambar rangkaian perata arus

Sebagai Penyimpan arus atau tegangan listrik Sebagai Konduktor yang dapat melewatkan arus AC (Alternating Current) Sebagai Isolator yang menghambat arus DC (Direct Current) Sebagai Filter dalam Rangkaian Power Supply (Catu Daya) Sebagai Kopling Sebagai Pembangkit Frekuensi dalam Rangkaian Osilator Sebagai Penggeser Fasa Sebagai Pemilih Gelombang Frekuensi (Kapasitor Variabel yang digabungkan dengan Spul Antena dan Osilator)

2) Studi literatur a) Prinsip kerja perata arus Prinsip kerja perata arus hampir sama dengan prinsip kerja penyearah arus gelombang penuh yaitu dengan menggunakan empat dioda. Keempat dioda tersebut akan bekerja secara bergantian. Saat siklus tegangan positif AC, arus akan mengalir melalui dioda 1 (dioda dengan sambungan tipe-P) menuju kapasitor 1000  F dan hambatan tetap 470  (arus memasuki daerah percabangan) dan kembali melaui dioda 3. Pada saat bersamaan pula dioda 2 dan 4 akan mengalami bias mundur sehingga tidak ada arus yang mengalir atau kedua dioda tersebut bersifat sebagai isolator. Pada saat siklus tegangan negatif AC, arus akan mengalir melaui dioda 4 menuju kapasitor 1000  F dan hambatan tetap 470  (arus memasuki daerah percabangan) dan kembali melaui dioda 2. Karena dioda 1 dan 3 mengalami bias mundur maka arus tidak dapat mengalir pada kedua dioda ini. Kedua peristiwa ini akan berulang secara terus menerus hingga terbentuklah bentuk tegangan di osiloskop. b) Rangkaian dioda Rangkaian Dasar Dioda Dioda sering juga disebut komponen satu arah yang artinya bahwa dioda hanya dapat mengalirkan arus dari luar bilamana anoda lebih positip dari katoda. Sebaliknya bila anoda negatip terhadap katoda maka dioda tidak dapat mengalirkan arus. Pada kondisi maju, tahanan ideal dioda adalah nol, oleh karena itu rangkaian dioda perlu ditambahkan resistan yang dipasang seri sebagai pengaman terhadap arus lebih. Seperti komponen lainnya, dioda dalam rangkaian dapat dipasang seri, atau parallel. Analisis Garis Beban Karakteristik sebuah dioda dapat ditemukan pada katalog atau dioda spesifikasi sheet. Data spesifik dioda memuat antara lain : 1. Tegangan forward (VF) 2. Arus maksimum forward ( IF) 3. Arus jenuh reverse (IR) 4. Tegangan reverse atau Peak Invert Voltage (PIV) 5. Penyimpangan daya (power dissipation) 6. Operasi daerah panas.

Apabila sebuah dioda dibebani resistan R dan dihubungkan dengan batre E maka akan mengalir arus dioda sebesar ID dan tegangan pada R sebesar IDR

Susunan Rangkaian Dioda 1.

Dioda seri dengan beban Sebuah dioda silicon dihubungkan seri dengan beban R seperti terlihat pada gambar 6.a. Bila besar E< VD maka ID = 0 ini berarti bahwa rangkaian dalam keadaan terbuka (open)dan tegangan pada beban nol atau VR = 0. Dengan demikian tegangan pada dioda VD=E

2. Dua Dioda Seri Non Oposisi Rangkaian dua dioda silicon dan germanium non oposisi atau terhubung seri saling memperkuat dibebani R seperti gambar berikut:

3. Dioda Seri Oposisi Rangkaian dua dioda silicon terhubung seri oposisi dibebani R seperti gambar berikut:

Pada kondisi tersebut dioda D1 forward tapi D2 reverse maka IR terbuka sehingga ID = IR = 0 maka Vo = 0

Tegangan VD2= E dan VD1=0 Rangkaian dioda dengan 2 catu daya pada gambar berikut ini tegangan pada masing-masing R, tegangan output dan arus dapat dihitung sbb: Dari rangkaian tersebut E1 dan E2 dalam hubungan saling menguatkan sehingga besar tegangan catu adalah ET = E1+E2

Arus yang mengalir pada rangkaian dengan dua catu daya Menurut hukum Kirchof tegangan - E2 + V2 – Vo = 0 maka, Vo = V2 - E2. Bila E2 > V2 maka Vo mempunyai arah berlawanan dari yang ditentukan. 4. Dua Dioda Hubungan Jajar (Parallel ) Dua buah dioda silicon arah sama dihubungkan jajar arus pada msing-masing dioda dan tegangan ouput dapat dihitung sbb:

c) Arus AC dan DC Arus Listrik AC Arus Listrik AC adalah merupakan jenis arus yang tidak mengalir secara searah. Melainkan bolak-balik. Arus AC memiliki nilai dan arah yang selalu berubah-ubah dan akan membentuk suatu gelombang yang bernama gelombang sinusoida. Pada arus listrik AC, dikenal yang namanya frekuensi, besarnya frekuensi ini berbeda-beda di setiap negara. Di Indonesia, arus listrik AC yang ditetapkan oleh PLN memiliki frekuensi sebesar 50 Hertz. Sedangkan tegangan standar untuk arus bolak-bali 1 fasa di Indonesia adalah 220 Volt. Kelebihan Arus Listrik AC (Alternating Current)

 Arus Listrik AC biasanya dipergunakan untuk menyalurkan listrik menuju tempat yang jauh dikarenakan arus AC memiliki kerugian yang lebih kecil dibandingkan arus DC. Listrik disalurkan menggunakan voltage yang tinggi yang sudah di step up dari trafo sehingga menjadi pilihan yang tepat untuk menyalurkan listrik menuju ketempat yang jauh sehingga berbeda dengan arus DC.  Arus AC sangat mudah untuk didapatkan hanya dengan menggunakan generator sedangkan untuk arus DC sulit. Kekurangan Arus Listrik AC (Alternating Current)  Arus AC tidak dapat disimpan dalam waktu yang lama dan juga tidak dapat dipindahkan untuk keperluan yang tiba-tiba. Berbeda dengan arus DC yang bisa kita dapatkan atau kita pindahkan dalam bentuk aki dan baterai Contoh Sumber Tegangan AC  PLN dengan bermacam pembangkit listrik misalnya PLTA dan PLTU. Besarnya tegangan AC dari PLN di Indonesia adalah sekitar 220Volt – 240 Volt dengan frekuensi 50 Hz.  Output Transformator Step Down pada rangkaian power supply  Output dari motor generator. Arus Listrik DC Arus Listrik DC merupakan jenis arus yang mengalir secara searah. Awalnya arus DC dikira mengalir dari kutub positif menuju kutub negatif. Namun kini banyak ilmuwan yang mengatakan bahwa sebenarnya arus listrik DC mengalir dari Kutub negatif ke kutub positif. Aliran inilah yang menyebabkan terjadinya lubang-lubang bermuatan positif yang membuatnya seperti terlihat mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Pada arus DC, tegangan listrik memiliki nilai dan arah yang tetap. Contoh penggunaan dari arus DC dalam kehidupan sehari-hari juga cukup banyak. Seperti pada handphone, laptop, radio, dan komputer. Biasanya, arus listrik DC disimpan dalam bentuk baterai yang umum digunakan pada jam dinding, remot TV, atau dalam bentuk aki yang tersedia pada mobil dan motor. Kelebihan Arus Listrik DC (Direct Current)  Arus Listrik DC dapat kita temui disetiap peralatan elektronik seperti remote dan segala jenisnya. Yang dapat disimpan dalam bentuk baterai atau aki.  Arus Listrik DC dapat diisi ulang supaya kita mudah untuk membawa dan menyimpannya dalam waktu yang lama

Kekurangan Arus Listrik DC (Direct Current)  Arus DC hanya bisa digunakan dalam daya yang rendah dan tidak dalam daya yang tinggi. Contoh Sumber Tegangan DC (Searah):  Battery (Accu/Accumulator/Aki) cair yang mengandung asam H2So4  Battery Kering  Solar Cell  Power Supply atau Adaptor d) Gambar bentuk gelombang tegangan sumber AC dan DC Tegangan sumber AC

Gambar I : Grafik tegangan AC terhadap waktu ( V - t) Gambar II: Grafik arus AC terhadap waktu ( i - t) Tegangan sumber DC

Gambar I : Grafik tegangan DC terhadap waktu ( V - t) Gambar II: Grafik arus DC terhadap waktu ( i - t). Gambar tegangan DC memberikan arti bahwa nilai tegangan DC tidak tergantung waktu. Artinya, tegangan DC selalu tetap setiap saat. Sementara pada gambar tegangan AC, nilai tegangan AC berbentuk sinusoida. Artinya, nliai tegangan AC berubah-ubah setiap wakru. Dengan membaca jarak grafik dan titik nol, kemudian rnembandingkan dengan skala yang digunakan, kita dapat mengetahui nilai tegangan yang diberikan.

e) Kegunaan perata arus dalam kehidupan sehari-hari Tegangan sumber dari PLN adalah tegangan AC, sedangkan peralatan elektronika seperti televisi, kulkas, handphone, laptop, dan lain sebagainya memiliki tegangan sumber DC sehingga untuk dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari tegangan sumber AC dari PLN harus di searahkan terlebih dahulu menjadi tegangan DC, dengan kata lain bentuk gelombangnya harus diratakan terlebih dahulu.