92186613-SETENGAH-GELOMBANG-TERKENDALI

LAPORAN PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA DAYA
OLEH :
NAMA
:EVISASTRI RUKMANAN
NIM / BP
:98835/09
PRODI
:ELEKTRO INDUSTRI (D4)
GRUP
:2 TEI 6
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI PADANG
2011
KONVERTER TERKENDALI
“PENYEARAH 1 FASA SETENGAH GELOMBANG”
I.
TUJUAN
Setelah melakukan praktikum ini diharapkan mahasiswa dapat:
 Menghitung efisiensi (ɳ), FF, RF, dan TUF
 Mengambarkan bentuk gelombang tegangan input dan output penyearah
setengah terkendali
II.
TEORI SINGKAT
Untuk kebutuhan sumber dc yang tetap umumnya dilakukan dengan penyearah
satu fasa setengah gelombang tak terkendali. Dengan menggunakan sumber dc yang
dapat dikendalikan maka rangkaian dengan menggunakan SCR sangatlah membantu.
Antara lain diperlihatkan pada gambar rangkaian satu fasa setengah gelombang
dibawah ini:
a
Gambar penyearah setengah gelombang dengan penyerah SCR
a) Rangkaian
b) Bentuk gelombang
Pengoperasiaan thiristor perlu diingat thiristor akan konduksi kalau diberikan
trigger dengan sudut penyalaan sebesar 𝛼 , dan anoda mendapatkan forward biase, maka
thiristor T akan konduksi. Dan begitu sebaliknya jika mendapatkan tegangan reverse
biase maka thiristor akan off. Waktu yang digunakan untuk menunda start konduksi
disebut delay atau firing angle 𝛼. Jika Vm merupakan tegangan maksimum tegangan ratarata output didapatkan:
Vdc =
𝑉𝑚
2𝜋
𝑉𝑑𝑐
Idc =
𝑅
𝑃
dan Vrms =
ɳ = 𝑃𝑑𝑐 𝑥100% =
𝑎𝑐
𝛼 berkisar (00 – ), jika 𝛼 = 00 output maksimum
(1 + cos𝛼 )
𝑉𝑚 1
𝑅
[𝜋 (𝜋 − 𝛼 +
𝑉𝑑𝑐 𝑋 𝐼𝑑𝑐
𝑉𝑟𝑚𝑠 𝑥 𝐼𝑟𝑚𝑠
2
1/2
)]
,dan Irms =
𝑥100% dan FF =
RF = √𝐹𝐹 2 − 1 dan besar TUF =
III.
sin 2 𝛼
ALAT DAN BAHAN
1. Stepdown transformator 1 fasa
2. CRO
3. Miliampermeter
4. Multimeter
5. Dioda silicon
6. SCR
7. Tahanan dan decade inductor
8. Potensio
9. Kabel penghubung
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
, Vs =
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑅
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑉𝑑𝑐
𝑉𝑚
√2
dan Is =
0,3436 𝑉𝑚
𝑅
IV.
GAMBAR RANGKAIAN PERCOBAAN
SCR
mA
220V
D
CRO
mA
5k
Y
X
10k
G
Y
G
V.
LANGKAH KERJA
1. Rakitlah alat dan bahan sesuai dengan gambar rangkain diatas
2. Hidupkan CRO dan kalibrasi, kemudian hubungkan dengan rangkain
percobaan
3. Amati gambar yang ada dilayar CRO, tegangan sumber, teganagan beban
(output) dan tegangan gate
4. Atur sudut penyalaan trigger pada 00 dengan mengatur R potensio
5. Kemudian atur sudut penyalaan untuk 𝛼 = 300, 450 , 600, 900
6. Setelah selesai , gantilah beban dengan R dan L untuk percobaan 2. Dan
ulangi langkah-langkah yang diatas
7. Dan ulangi lagi untuk variable L =dengan 𝛼 = 900 sesuai table 3 dan lakukan
pula dengan langkah-langkah percobaan diatas
8. Setelah selesai semua lepaskan rangkain dengan sumber tegangan dan
kumpulkan alat-alat dan kembalikan pada tempatnya
VI.
HASIL PERCOBAAN
Table pengamatan 1 beban lampu
𝜶 (sudut
penyalaan)
300
450
600
900
Tegangan (Volt)
Sumber
Beban
6
1,4
6
1,3
6
1,2
6
1
Sumber
Arus
AK
2
2
1,7
1,5
Bentuk gelombang
Beban
Is (A)
0,3
0,29
0,28
0,22
Iout (mA)
220
219
200
150
Gate
Tabel pengamatan 2. R =100 dan seri L = 10mH
𝛼(sudut
penyalaan)
300
450
600
900
Tegangan (Volt)
Sumber
Beban
6
2,4
6
2.3
6
2,2
6
2
AK
2,8
2,7
2,6
2,5
Arus (mA)
Is
Ioutput
26
22
26
20
20
18
19
18
Sumber
Bentuk gelombang
Beban
Gate
Tabel pengamatan 3. Untuk R beban =100 Ω dan 𝛼 (sudut penyalaan) 900
Induktor
(mH)
10
20
30
40
50
110
320
Sumber
6
6
6
6
6
6
6
Tegangan (Volt)
Beban
2
2,2
2,1
2,2
2,2
2,2
2,0
AK
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
2,5
2,4
Arus (mA)
Is
Ioutput
19
18
24
19
24
19
24
19
24
19
20
19
19
16
Sumber
Bentuk gelombang
Beban
Gate
VII.
ANALISA DATA
Untuk tabel pengamatan 1
Vm = Vs x √2 = 6 x √2 = 8,48
 Untuk mencari Vdc dan Pdc
1) Vdc =
=
𝑉𝑚
(1 + cos 𝛼)
2 .𝜋
8,48
2
𝑉𝑑𝑐
Pdc =
𝑅
2,522
(1 + cos 30)
=
= 1,35 (1 + 0,866)
=
= 2,52
= 6,35 x 10-3
2) Vdc =
=
6,28
𝑉𝑚
(1 + cos 𝛼)
2 .𝜋
8,48
Pdc =
1000
6,35
1000
2
𝑉𝑑𝑐
𝑅
2,302
(1 + cos 45)
=
= 1,35 (1 + 0,707)
=
= 2,30
= 5,29 x 10-3
3) Vdc =
=
6,28
𝑉𝑚
(1 + cos 𝛼)
2 .𝜋
8,48
6,28
(1 + cos 60)
1000
5,29
1000
2
𝑉𝑑𝑐
Pdc =
𝑅
2,032
=
1000
4,12
= 1,35 (1 + 0,5)
=
= 2,03
= 4,12 x 10-3
4) Vdc =
=
𝑉𝑚
(1 + cos 𝛼)
2 .𝜋
8,48
6,28
(1 + cos 90)
Pdc =
=
1000
2
𝑉𝑑𝑐
𝑅
1,352
1000
1,82
= 1,35 (1 + )
=
= 1,35
= 1,82 x 10-3
1000
 Untuk mencari Vrms dan Pac
1) Vrms =
=
𝑉𝑚
2
1
√ (𝜋 − 𝛼 +
𝜋
8,48
2
sin 2𝛼
2
)
1
√
(3,14 − 0,52 +
3,14
Pac =
sin 2.30
)
2
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑅
4,182
=
1000
17,47
= 4,24 √0,318(2,62 + 0,433)
=
= 4,24 √0,9708
= 0,017
1000
= 4,18
2) Vrms =
=
𝑉𝑚
2
1
√ (𝜋 − 𝛼 +
𝜋
8,48
2
sin 2𝛼
2
)
1
√
Pac =
(3,14 − 0,785 +
3,14
sin 2.30
)
2
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑅
4,042
=
1000
16,32
= 4,24 √0,318(2,355 + 00,5)
=
= 4,24 √0,9078
= 0,016
1000
= 4,04
3) Vrms =
=
𝑉𝑚
2
1
√ (𝜋 − 𝛼 +
𝜋
8,48
2
sin 2𝛼
2
)
1
√
(3,14 − 1,04 +
3,14
Pac =
sin 2.30
2
)
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑅
3,792
=
1000
14,36
= 4,24 √0,318(2,09 + 0,433)
=
= 4,24 √0,8023
= 0,014
1000
= 3,79
4) Vrms =
=
𝑉𝑚
2
8,48
2
1
√ (𝜋 − 𝛼 +
𝜋
√
sin 2𝛼
2
)
1
(3,14 − 1,57 +
3,14
Pac =
sin 2.30
2
)
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
=
𝑅
2,992
1000
8,94
= 4,24 √0,318(1,57 + 0)
=
= 4,24 √0,4992
= 8,94x10-3
= 2,99
1000
 Maka untuk mencari efisiensi adalah sebagai berikut:
1)
6,35𝑥10−3
𝑃
ɳ = 𝑃𝑑𝑐 x100% =
0,17
𝑎𝑐
5,29𝑥10−3
𝑃
2) ɳ = 𝑃𝑑𝑐 x100% =
0,16
𝑎𝑐
4,12𝑥10−3
𝑃
3) ɳ = 𝑃𝑑𝑐 x100% =
0,14
𝑎𝑐
1,82𝑥10−3
𝑃
4) ɳ = 𝑃𝑑𝑐 x100% =
8,9𝑥10−3
𝑎𝑐
x 100% = 37,35%
x 100% = 33,06%
x 100% = 29,42%
x 100% = 20,44%
 untuk mencari FF
1) FF =
2) FF =
3) FF =
4) FF =
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑉𝑑𝑐
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑉𝑑𝑐
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑉𝑑𝑐
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑉𝑑𝑐
=
=
=
=
4,18
2,52
4,04
2,30
3,79
2,03
2,99
1,35
= 1,66
RF = √𝐹𝐹 2 − 1 =√1,662 − 1 = 1,32
= 1,76
RF = √𝐹𝐹 2 − 1 =√1,762 − 1 = 1,45
= 1,86
RF = √𝐹𝐹 2 − 1 =√1,862 − 1 = 1,57
= 2,21
RF = √𝐹𝐹 2 − 1 =√2,212 − 1 = 1,97
 Untuk mencari nilai TUF
1)
TUF =
2)
TUF =
3)
TUF =
4)
TUF =
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
=
=
=
=
6,35𝑥10−3
6 𝑥 0,3
5,29𝑥10−3
6 𝑥 0,29
4,12𝑥10−3
6 𝑥 0,28
1,82𝑥10−3
6 𝑥 0,22
= 3,53 x 10-3
= 3,04 x 10-3
= 2,45 x 10-3
= 1,38x 10-3
Untuk tabel pengamatan 2
 Untuk mencari Pdc dan Pac
1) Pdc =
=
2
𝑉𝑑𝑐
𝑅𝐿
5,252
100+10−6
= 0,063
2) Pdc =
=
2
𝑉𝑑𝑐
𝑅𝐿
2,302
100+10−6
= 0,053
Pac =
=
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑅𝐿
4,182
100+10−6
= 0,17
Pac =
=
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑅𝐿
4,042
100+10−6
= 0,16
3) Pdc =
=
2
𝑉𝑑𝑐
Pac =
𝑅𝐿
2,032
=
100+10−6
= 0,041
4) Pdc =
=
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑅𝐿
4,182
100+10−6
= 0,14
2
𝑉𝑑𝑐
Pac =
𝑅𝐿
1,352
=
100+10−6
= 0,08
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑅𝐿
4,182
100+10−6
= 0,11
 Maka efisiensi adalah sebagai berikut:
1) ɳ =
2) ɳ =
3) ɳ =
4) ɳ =
𝑃𝑑𝑐
𝑃𝑎𝑐
𝑃𝑑𝑐
𝑃𝑎𝑐
𝑃𝑑𝑐
𝑃𝑎𝑐
𝑃𝑑𝑐
𝑃𝑎𝑐
x 100% =
x 100% =
x 100% =
0,063
0,17
0,053
0,16
0,041
0,14
x 100% = 37,05%
x 100% = 33,12%
x 100% = 29,28%
0,08
x 100% = 0,11 x 100% = 72,72%
 untuk mencari nilai TUF
1) TUF =
2) TUF =
3) TUF =
4) TUF =
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
=
=
=
=
0,063
6 𝑥 0,026
0,053
=
=
0,063
0.156
0,053
6 𝑥 0,026 0.156
0,041
0,041
6 𝑥 0,02
0,08
=
6 𝑥 0,019
=
0.12
0,08
= 0,40
= 0,34
= 0,12
0.019
= 4,21
Untuk tabel pengamatan 3
 Untuk mencari Vdc dan Vrms
𝑉
𝑚
1) Vdc = 2.𝜋
( 1+cos 𝛼)
Vrms =
8,48

8,48
1
√
sin 2𝛼
2
)
(3,14 − 1,57 +
=
= 1,35 (1 + 0)
= 4,24 √0,318(1,57 + 0)
= 1,35
= 2,99
2
3,14
𝑠𝑖𝑛2.90
2
)
Untuk mencari Pdc dan Pac
2) Pdc =
3) Pdc =
4) Pdc =
5) Pdc =
6) Pdc =
7) Pdc =
2
𝑉𝑑𝑐
𝑅𝐿
2
𝑉𝑑𝑐
𝑅𝐿
2
𝑉𝑑𝑐
𝑅𝐿
2
𝑉𝑑𝑐
𝑅𝐿
2
𝑉𝑑𝑐
𝑅𝐿
2
𝑉𝑑𝑐
𝑅𝐿
2
𝑉𝑑𝑐
𝑅𝐿
1,352
=
=
Pac =
= 1822500
10−6
1,352
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
= 911250
Pac =
=
= 607500
Pac =
=
= 455625
Pac =
=
= 364500
Pac =
20𝑥10−6
1,352
30𝑥10−6
1,352
40𝑥10−6
1,352
50𝑥10−6
1,352
𝑅𝐿
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑅𝐿
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
=
= 155681,82
Pac =
=
= 56953,12
Pac =
110𝑥10−6
1,352
320𝑥10−6
=
𝑅𝐿
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
=
𝑅𝐿
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑅𝐿
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
= 8940100
10−6
2,992
=
𝑅𝐿
2
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑅𝐿
2,992
=
10−6
2,992
10−6
2,992
=
=
=
= 4470050
= 2980033
10−6
2,992
10−6
2,992
10−6
2,992
10−6
= 2235025
= 1788020
= 812736,36
= 279378,12
Maka nilai efisiensi adalah:
ɳ=

1
√ (𝜋 − 𝛼 +
𝜋
2
= 6,28 (1+cos 90)
1) Pdc =

𝑉𝑚
𝑃𝑑𝑐
𝑃𝑎𝑐
1822500
x 100% =8940100 x 100% = 20,38%
Untuk mencari FF dan RF
FF =
𝑉𝑟𝑚𝑠
𝑉𝑑𝑐
=
2,99
1,35
= 2,21
RF =√𝐹𝐹 2 − 1 =√2,212 − 1 = 1,97

Untuk mencari nilai TUF
1) TUF =
2) TUF =
3) TUF =
4) TUF =
5) TUF =
6) TUF =
7) TUF =
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
𝑃𝑑𝑐
𝑉𝑠 𝑥 𝐼𝑠
=
=
=
=
=
=
=
1822500
6 𝑥 19
911250
6 𝑥 24
607500
6 𝑥 24
455625
6 𝑥 24
364500
=
=
=
=
=
1822500
114
911250
144
607500
144
455625
144
364500
= 15986,8
= 6328,1
= 4218,7
= 3164,1
= 2531,2
6 𝑥 24
144
165681,82 165681,82
6 𝑥 20
56953,12
6 𝑥 16
=
=
120
56953,12
96
= 1380,7
= 593,3
VIII. KESIMPULAN
a. Dari analisa pada tabel pengamatan 1 kita bisa melihat apabila sudut 𝛼 naik
maka nilai efisiensi akan turun
b. Dari tabel pengamatan 2 kita bisa melihat nilai tegangan rata-rata sama
tegangan keluaran nilainya sama dengan pada tabel pengamatan 1 karena nilai
tegangan sumber bernilai sama
c. Sedangakan pada tabel pengamatan 3 apabila nilai induktor bertambah dan
sudut penyalaan tetap konstan maka nilai efisiensi tetap walaupun nilai
induktor ditambah
d. Kita bisa melihat bentuk gelombang sumber berbentuk sinusoidal
e. Dalam bentuk gelombang pada beban kita bisa melihat apabila tegangan
beban dan tegangan AK turun maka bentuk sudut 𝛼 semakin besar
f. Dalam beban RL kita bisa meliha bentuk gelombangnya pada tabel
pengamatan 3. Bentuk gelombang tersebut apabila induktor bertambah maka
bentuk gelombang akan bergeser kebawah sebesar 𝛽
IX.
SARAN
Sebelum kita mulai praktikum kita harus terlebih dahulu mengetahui isi dijobsheet,
supaya dalam praktikum kita lancer. Dan dalam praktikum kita harus tertib untuk
menjaga keselamtan dalam praktikum.dan selesai praktikum kembalikan alat dan
bahan pada tempat semula.