Bias DC Transistor Bipolar

Suatu rangkaian penguat menggunakan bias tetap dengan stabilisasi emitor seperti pa-da gambar 4.8. Tentukan titik kerja (IBQ, ICQ, VCEQ) dan gambarkan garis beban dc-nya.

Penyelesaian: a) Titik kerja:
IBQ = (VCC-VBE)/(R1+(b+1)R3)
IBQ = (20V-0,7V)/(430+(50+1)(1K)) = 40,1 mA


ICQ = bIBQ = (50)(40,1 mA) = 2,01 mA

VCEQ = VCC - IC(RC + RE)

    20V - (2,01mA)(2KW + 1KW) = 13,97 Volt

    Garis beban:
Icmaks = VCC/(R2+R3)

Icmaks =   20V/(2,2K+1K) = 6,67 mA


VCEmaks = VCC = 20 Volt



Gambar 4.9 Garis beban DC untuk contoh 4.2

trip to genteng surabaya

#gentengsurabaya #arduino #electricalengineering

Rangkaian Dioda 

2.1 Pendahuluan

Penerapan dioda semikonduktor dalam bidang elektronika sangatlah luas.  Hal ini karena sifat dioda yang sangat mendasar yaitu hanya dapat melewatkan arus dalam satu arah saja.  Rangkaian penyearah merupakan penerapan dioda yang sangat penting untuk dibahas lebih dahulu.  Sesuai  dengan bentuk gelombang outputnya, maka penyearah terdapat dua macam yaitu setengah gelombang dan gelombang penuh.

Rangkaian pemotong dan penggeser merupakan penerapan lain   yang juga banyak digunakan dalam teknik pulsa.  Jenis dioda semikonduktor yang khusus dioperasikan pada bias mundur yang pada titik  break-down-nya sering disebut dengan dioda Zener.  Zener ini merupakan inti dari rangkaian penyetabil tegangan.  Disamping itu juga dibahas beberapa macam rangkaian pelipat tegangan.

2.2 Penyearah setengah gelombang

Prinsip kerja penyearah setengah gelombang adalah saat diode mendapat  input sebagai berikut

Gambar 2.1

Pada saat diode mendapat arus dari transformator, maka diode tersebut mendapat arus bias maju sehingga LED bisa menyala. Oscilloscope menunjukkan bagaimana peak to peak diode dengan power 10 volt dengan frekuensi 50 Hz . Resistansi dioda pada saat ON (mendapat bias maju) umumnya nilainya lebih kecil dari (R1).  Pada saat dioda OFF (mendapat bias mundur) resistansinya besar sekali atau dalam pembahasan ini dianggap tidak terhingga, sehingga arus dioda tidak mengalir atau i = 0.

Arus yang mengalir ke beban terlihat pada gambar 2.1 bentuknya sudah searah (satu arah) yaitu positip semua.  Apabila arah dioda dibalik, maka arus yang mengalir adalah negatip. Frekuensi sinyal keluaran dari penyearah setengah gelombang ini adalah sama dengan frekuensi input (dari jala-jala listrik) yaitu 50 Hz. Karena jarak dari puncak satu ke puncak berikutnya adalah sama.

2.3 Penyearah gelombang penuh

Gambar 2.3

Rangkaian penyearah gelombang penuh ada dua   macam, yaitu dengan menggunakan trafo CT (center-tap  = tap tengah) dan dengan sistem jembatan. Gambar 2.3 menunjukkan rangkaian penyearah gelombang penuh dengan menggunakan trafo CT.

Terminal skunder dari Trafo CT mengeluarkan dua buah tegangan keluaran yang sama tetapi fasanya berlawanan dengan titik CT sebagai titik tengahnya.  Kedua keluaran ini masing-masing dihubungkan ke D2 dan D3, sehingga saat D2 mendapat sinyal siklus positip maka D3 mendapat sinyal siklus negatip, dan sebaliknya.  Dengan demikian D2 dan D3 hidup- nya bergantian.  Namun karena arus i₂   dan i₃   melewati tahanan beban (RL) dengan arah yang sama, maka iL menjadi satu arah (gambar 2.3 c).

Terlihat  dengan  jelas  bahwa  rangkaian  penyearah  gelombang  penuh  ini  merupakan gabungan dua buah penyearah setengah gelombang yang hidupnya bergantian setiap setengah siklus. Sehingga arus maupun tegangan rata-ratanya adalah dua kali dari penyearah setengah gelombang.

2.4 Penyearah gelombang penuh sistem jembatan

Penyearah gelombang penuh dengan sistem jembatan ini bisa menggunakan sembarang trafo baik yang CT maupun yang biasa, atau bahkan bisa juga tanpa menggunakan trafo.rangkaian dasarnya adalah seperti pada gambar 2.4

Gambar 2.4

Prinsip kerja rangkaian penyearah gelombang penuh sistem jembatan dapat dijelaskan melalui gambar 2.4 (a).  Pada saat rangkaian jembatan mendapatkan bagian positip dari siklus sinyal ac, maka (gambar 2.4 a):

   - D5 dan D2 hidup (ON), karena mendapat bias maju

   - D3 dan D4 mati (OFF), karena mendapat bias mundur

   Sehingga arus i1   mengalir melalui D2, RL, dan D5.

2.5 Rangkaian Clipper (pemotong)

Rangkaian clipper (pemotong) digunakan untuk memotong atau menghilangkan sebagian sinyal masukan yang berada di bawah atau di atas level tertentu.  Contoh sederhana dari rangkaian  clipper  adalah  penyearah  setengah  gelombang.Rangkaian  ini  memotong  atau menghilangkan sebagian sinyal masukan di atas atau di bawah level nol.

Secara umum rangkaian clipper dapat digolongkan

menjadi dua,yaitu: seri dan paralel.  Rangkaian clipper seri berarti diodanya berhubungan secara seri dengan beban, sedangkan clipper paralel berarti diodanya dipasang paralel dengan beban.Sedangkan untuk masing-masing jenis tersebut dibagi menjadi clipper negatip (pemotong bagian negatip) seperti pada gambar 2.5 dan clipper positip (pemotong bagian positip) seperti pada gambar 2.6

Gambar 2.5

 

Gambar 2.6

Rangkaian Clamper

Rangkaian Clamper (penggeser) digunakan untuk menggeser suatu sinyal ke level dc yang lain. Untuk membuat rangkain Clamper minimal harus mempunyai sebuah kapasitor, dioda, dan resistor, disamping itu bisa pula ditambahkan sebuah baterai. Harga R dan C harus dipilih sedemikian rupa sehingga konstanta waktu RC cukup besar agar tidak terjadi pengosongan muatan yang cukup berarti saat dioda tidak menghantar. Dalam analisa ini dianggap didodanya adalah ideal. Sebuah rangkaian clamper sederhana (tanpa baterai) terdiri atas sebuah R, D, dan C terlihat pada gambar berikut. 

Gambar diatas adalah rangkaian clamper sederhana dengan gelombang kotak yang menjadi sinyal input rangkaian. Pada saat 0 – T/2 sinyal input adalah positip sebesar +V, sehingga Dioda menghantar (ON). Kapasitor mengisi muatan dengan cepat melalui tahanan dioda yang rendah (seperti hubung singkat, karena dioda ideal). Pada saat ini sinyal output pada R adalah nol seperti terlihat pada ilustrasi rangkaian clamper. Kemudian saat T/2 – T sinyal input berubah ke negatip, sehingga dioda tidak menghantar (OFF) (gmbar ilustrasi clamper dioda kondisi open). Kapasitor membuang muatan sangat lambat, karena RC dibuat cukup lama. Sehingga pengosongan tegangan ini tidak berarti dibanding dengan sinyal output. Sinyal output merupakan penjumlahan tegangan input -V dan tegangan pada kapasitor -V,  (gambar sinyal output clamper). Terlihat pada gambar sinyal output clamper diatas bahwa sinyal output merupakan bentuk gelombang kotak (seperti gelombang input) yang level dc nya sudah bergeser kearah negatip sebesar -V. Besarnya penggeseran ini bisa divariasi dengan menambahkan sebuah baterai secara seri dengan dioda. Disamping itu arah penggeseran juga bisa dibuat kearah positip dengan cara membalik arah dioda. Beberapa rangkaian clamper negatip dan positip dapat dilihat pada gambar contoh clamper positif dan negatif diatas.

Clamper Positif

Clamper Negatif

Pengertian, Rumus dan Bunyi Hukum Ohm

Pengertian, Rumus dan Bunyi Hukum Ohm – Dalam Ilmu Elektronika, Hukum dasar Elektronika yang wajib dipelajari dan dimengerti oleh setiap Engineer Elektronika ataupun penghobi Elektronika adalah Hukum Ohm, yaitu Hukum dasar yang menyatakan hubungan antara Arus Listrik (I), Tegangan (V) dan Hambatan (R). Hukum Ohm dalam bahasa Inggris disebut dengan “Ohm’s Laws”. Hukum Ohm pertama kali diperkenalkan oleh seorang fisikawan Jerman yang bernama Georg Simon Ohm (1789-1854) pada tahun 1825. Georg Simon Ohm mempublikasikan Hukum Ohm tersebut pada Paper yang berjudul “The Galvanic Circuit Investigated Mathematically” pada tahun 1827.

Bunyi Hukum Ohm

Pada dasarnya, bunyi dari Hukum Ohm adalah :

“Besar arus listrik (I) yang mengalir melalui sebuah penghantar atau Konduktor akan berbanding lurus dengan beda potensial / tegangan (V) yang diterapkan kepadanya dan berbanding terbalik dengan hambatannya (R)”.

Secara Matematis, Hukum Ohm dapat dirumuskan menjadi persamaan seperti dibawah ini :
V = I x R
I = V / R
R = V / I
Dimana :
V = Voltage (Beda Potensial atau Tegangan yang satuan unitnya adalah Volt (V))
I = Current (Arus Listrik yang satuan unitnya adalah Ampere (A))
R = Resistance (Hambatan atau Resistansi yang satuan unitnya adalah Ohm (Ω))
Dalam aplikasinya, Kita dapat menggunakan Teori Hukum Ohm dalam Rangkaian Elektronika untuk memperkecilkan Arus listrik, Memperkecil Tegangan dan juga dapat memperoleh Nilai Hambatan (Resistansi) yang kita inginkan.
Hal yang perlu diingat dalam perhitungan rumus Hukum Ohm, satuan unit yang dipakai adalah Volt, Ampere dan Ohm. Jika kita menggunakan unit lainnya seperti milivolt, kilovolt, miliampere, megaohm ataupun kiloohm, maka kita perlu melakukan konversi ke unit Volt, Ampere dan Ohm terlebih dahulu untuk mempermudahkan perhitungan dan juga untuk mendapatkan hasil yang benar.

Contoh Kasus dalam Praktikum Hukum Ohm

Untuk lebih jelas mengenai Hukum Ohm, kita dapat melakukan Praktikum dengan sebuah Rangkaian Elektronika Sederhana seperti dibawah ini :

Kita memerlukan sebuah DC Generator (Power Supply), Voltmeter, Amperemeter, dan sebuah Potensiometer sesuai dengan nilai yang dibutuhkan.
Dari Rangkaian Elektronika yang sederhana diatas kita dapat membandingkan Teori Hukum Ohm dengan hasil yang didapatkan dari Praktikum dalam hal menghitung Arus Listrik (I), Tegangan (V) dan Resistansi/Hambatan (R).

Menghitung Arus Listrik (I)

Rumus yang dapat kita gunakan untuk menghitung Arus Listrik adalah I = V / R
Contoh Kasus 1 :
Setting DC Generator atau Power Supply untuk menghasilkan Output Tegangan 10V, kemudian atur Nilai Potensiometer ke 10 Ohm. Berapakah nilai Arus Listrik (I) ?
Masukan nilai Tegangan yaitu 10V dan Nilai Resistansi dari Potensiometer yaitu 10 Ohm ke dalam Rumus Hukum Ohm seperti dibawah ini :
I = V / R
I = 10 / 10
I = 1 Ampere
Maka hasilnya adalah 1 Ampere.
Contoh Kasus 2 :
Setting DC Generator atau Power Supply untuk menghasilkan Output Tegangan 10V, kemudian atur nilai Potensiometer ke 1 kiloOhm. Berapakah nilai Arus Listrik (I)?
Konversi dulu nilai resistansi 1 kiloOhm ke satuan unit Ohm. 1 kiloOhm = 1000 Ohm. Masukan nilai Tegangan 10V dan nilai Resistansi dari Potensiometer 1000 Ohm ke dalam Rumus Hukum Ohm seperti dibawah ini :
I = V / R
I = 10 / 1000
I = 0.01 Ampere atau 10 miliAmpere
Maka hasilnya adalah 10mA

Menghitung Tegangan (V)

Rumus yang akan kita gunakan untuk menghitung Tegangan atau Beda Potensial adalah V = I x R.
Contoh Kasus :
Atur nilai resistansi atau hambatan (R) Potensiometer ke 500 Ohm, kemudian atur DC Generator (Power supply) hingga mendapatkan Arus Listrik (I) 10mA. Berapakah Tegangannya (V) ?
Konversikan dulu unit Arus Listrik (I) yang masih satu miliAmpere menjadi satuan unit Ampere yaitu : 10mA = 0.01 Ampere. Masukan nilai Resistansi Potensiometer 500 Ohm dan nilai Arus Listrik 0.01 Ampere ke Rumus Hukum Ohm seperti dibawah ini :
V = I x R
V = 0.01 x 500
V = 5 Volt
Maka nilainya adalah 5Volt.

Menghitung Resistansi / Hambatan (R)

Rumus yang akan kita gunakan untuk menghitung Nilai Resistansi adalah R = V / I
Contoh Kasus :
Jika di nilai Tegangan di Voltmeter (V) adalah 12V dan nilai Arus Listrik (I) di Amperemeter adalah 0.5A. Berapakah nilai Resistansi pada Potensiometer ?
Masukan nilai Tegangan 12V dan Arus Listrik 0.5A kedalam Rumus Ohm seperti dibawah ini :
R = V / I
R = 12 /0.5
R = 24 Ohm
Maka nilai Resistansinya adalah 24 Ohm

Teori Dasar Elektronika dan Dasar Kelistrikan - Untuk bisa menjadi seorang teknisi elektronika yang handal, seseorang harus mempelajari terlebih dahulu teori dasar elektronika dan kelistrikan. Teori-teori tersebut akan sangat berguna dan membantu saat praktek di lapangan. Teori elektronika ibarat pondasi. Jika pondasi kokoh, maka rumah tak akan mudah ambruk.

Ada beberapa sub teori yang harus dipelajari, mulai dari teori elektron, teori atom, arus listrik, tegangan, hukum ohm, dan masih banyak lagi yang lain. 

Teori Dasar Elektronika

Berikut ini adalah beberapa teori dasar elektronika serta dasar kelistrikan yang harus anda pelajari dan pahami jika anda ingin menjadi ahli dalam dunia elektronika. Penasaran dengan informasi lengkapnya? 

1. Teori Elektron dan Atom

Jika suatu benda atau zat baik itu padat, cair, atau gas, dibagi-bagi menjadi bagian yang paling kecil, dan bagian tersebut masih memiliki sifat asalnya, maka benda atau zat tersebut dinamakan molekul. Jika molekul tersebut terus dibagi-bagi menjadi bagian yang paling kecil sekali, sehingga bagian tersebut tidak memiliki sifat asalnya lagi, maka disebutlah atom.

Kata atom sendiri sebenarnya berasal dari bahasa Yunani yang artinya tidak dapat dibagi-bagi lagi. Jadi atom dapat didefinisikan sebagai bagian yang terkecil dari molekul yang sudah tidak dapat dibagi-bagi lagi dengan reaksi kimia biasa. Sementara molekul adalah bagian terkecil dari suatu benda yang masih punya sifat asal.

Sebuah atom terdiri dari inti atom alias nukleus yang tersusun dari proton (positif) dan netron (netral), yang dikelilingi oleh elektron (negatif). Sebuah atom dikatakan netral bila memiliki muatan positif dan negatif dalam jumlah yang sama. Dalam teori atom dikenal istilah elektron bebas atau elektron valensi, yakni elektron yang berada di lintasan kulit atom paling luar.

Dalam hukum muatan listrik, jika ada muatan sejenis akan tolak menolak. Sedangkan jika ada muatan tak sejenis maka akan tarik menarik. Dalam teori perpindahan muatan listrik, ada tiga jenis bahan, yakni konduktor atau penghantar, semikonduktor atau setengah penghantar, dan isolator atau penghambat.

2. Teori Arus Listrik

Definisi arus listrik adalah muatan-muatan negatif atau elektron yang mengalir dari potensial rendah menuju ke potensial tinggi. Satuan arus listrik adalah Ampere. Dalam teori arus listrik, dikenal dua jenis sumber arus listrik, yakni sumber arus listrik searah atau DC dan sumber arus bolak-balik atau AC.

Sumber arus DC adalah listrik yang tidak berubah fasenya. Contohnya adalah baterai, solar sel, accumulator, dinamo dan adaptor. Sedangkan arus AC adalah arus listrik yang berubah-ubah fasenya setiap saat. Contohnya adalah generator, listrik PLN, dan inverter. Alat yang dapat digunakan untuk mengukur arus listrik adalah amperemeter.

Rumus Arus Listrik: I=Q/t

Dimana:

• I = arus listrik dalam satuan ampere (A)
• Q = muatan listrik dalam satuan columb (C)
• t = waktu dalam satuan sekon (s)

3. Teori Tegangan Listrik

Pengertian tegangan listrik adalahenergi atau tenaga yang menyebabkan muatan-muatan negatif atau elektron) mengalir dalam penghantar. Nilai satuan dari tegangan listrik adalah V ( Volt ). Alat yang digunakan untuk mengukur besar kecilnya tegangan listrik adalah voltmeter.

Rumus Tegangan Listrik: V=W/Q

Dimana:

• V = tegangan listrik dalam satuan volt (V)
• W = energi dalam satuan joule (J)
• Q = muatan listrik dalam satuan columb (C)

4. Teori Resistor / Hambatan

Resistor merupakan komponen elektronika pasif yang berfungsi sebagai hambatan listrik. Satuan nilai resistor adalah Ohm. Alat yang digunakan untuk mengukur besarnya hambatan resistor adalah Ohmmeter. Teori yang erat kaitannya dengan resistor adalah teori George Simon Ohm dengan penelitian kolam air raksanya.

Jika dilihat dari bahannya, resistor memiliki 5 jenis, yakni resistor karbon, kompon, kawat gulung, serbuk besi, dan film logam. Sedangkan jika dilihat dari jenisnya, ada resistor tetap, resistor variabel, negative temperatur coefficient (NTC), positive temperatur coefficient ( PTC ), light dependent resistor ( LDR ), dan magnetic dependent resistor ( MDR ).

Nilai resistansi yang dimiliki sebuah resistor dapat dilihat dari gelang-gelang warna yang dimilikinya. Gelang pertama menyatakan angka pertama ( digit ke-1 ). Gelang kedua menyatakan angka kedua  ( digit ke-2 ). Gelang ketiga menyatakan banyaknya nol atau faktor pengali. Gelang keempatmenyatakan toleransi.

Hukum yang membahas tentang resistor adalah hukum Ohm yang dikemukakan oleh George Simon Ohm. Hukum tersebut berbunyi, dalam suatu rangkaian tertutup, kuat arus listrik ( I ), berbanding lurus atau sebanding dengan tegangan listriknya ( V ), dan berbanding terbalik dengan hambatan listrik ( R ).

5. Teori Daya Listrik

Pengertian daya listrik adalah usaha listrik dalam suatu penghantar setiap sekon atau detik.

Rumus daya listrik adalah: P = W/t

Dimana:

• P = daya listrik dalam satuan Watt (W)
• W = usaha listrik dalam satuan Joule (J)
• t = waktu dalam satuan sekon (s)