I. JUDUL
KARAKTERISTIK DIODA

II. TUJUAN
Mempelajari Hubungan antara Tegangan dan Kuat Arus pada sebuah Dioda.

III. LANDASAN TEORI

Dioda merupakan komponen elektronika yang paling sederhana, yang tersusun dari dua jenis semikonduktor, yaitu semikonduktor jenis-n dan jenis-p. Sifat dioda ini sebagai menyearahkan arus pada satu arah tegangan (arah maju), sedangkan pada arah berlawanan (arah mundur) arus yang dilewatkan sangat kecil dan dilewatkan.

Dioda dilambangkan dengan anak panah yang arahnya menunjukkan arah tegangan positif atau kearah dimana arus dapat mengalir dan garis tegak lurus yang menunjukkan arus tertahan pada arah masuk ke dioda. Yang menjadi dasar dioda adalah penyearah tegangan maju saja, sedangkan pada arah mundur arus yang dilewatkan sangat kecil dan diabaikan. Dioda hanya menyearahkan arus pada tegangan positif saja, maka dioda dirangkai dengan arus searah. Dioda merupakan piranti kontrol elektronik yang dapat dirangakai secara seri ataupun pararel.

Ciri ( karakteristik ) Dioda adalah hubungan antara arus dioda dan beda tegangan antara kedua ujung dioda. Untuk dioda sambungan p-n, pada lengkung ciri dioda, arus dioda jika . Ini sesuai dengan yang sudah dibahas sebelumnya, pada keadaan tanpa tegangan arus minoritas dan arus mayoritas mempunyai besar sama tetapi arah yang berlawanan, sehingga arus total pada keadaan tanpa tegangan panjar sama dengan nol.

Jika dioda diberi tegangan maju, yaitu > 0, arus mula – mula mempunyai nilai , sehingga , setelah arus dioda naik dengan cepatnya terhadap perubahan tegangan dioda . Untuk dioda silikon sedang untuk dioda germanium . Pada tegangan mundur arus yang mengalir amat kecil, dan sampai batas – batas tertentu tak bergantung pada tegangan dioda. Arus ini terdiri dari arus pembawa muatan minoritas, mengalir dari anoda ke katoda, dan disebut Arus Penjenuhan Dioda. Pada tegangan mundur tertentu lengkung ciri turun dengan curam, dikatakan terjadi kedadalan ( Breakdown ).

Kebanyakan dioda tidak diperkenankan untuk breakdown. Dengan kata lain, pada waktu disain diusahakan agar tegangan balik pada dioda penyearah lebih kecil dari tegangan breakdownnya. Tegangan mundur pada keadaan itu disebut tegangan dadal atau tegangan balik puncak.

Pada tegangan maju bukit potensial sambungan p-n berkurang yaitu menjadi . Disini adalah tinggi bukit potensial tanpa panjar, dan V adalah beda tegangan pada dioda. Sesuai dengan statistik Boltzmann, banyaknya elektron pada bagian P yang mempunyai energi diatas sebanding dengan , atau secara matematik :

Begitu juga halnya dengan lubang. Jika rapat lubang pada bagian p adalah maka rapat lubang yang dapat berdifusi ke bagian n adalah

Arus yang disebabkan difusi pembawa muatan dan disebut arus injeksi. Besar arus injeksi adalah


adalah rapat atom donor, dan rapat atom akseptor. Karena dan merupakan tetapan, arus injeksi dapat ditulis sebagai berikut :

Tetapan dapat dinyatakan dengan arus penjenuhan , yaitu arus yang mengalir jika dioda diberi tegangan mundur. Kita tahu bahwa tanpa tegangan arus dioda adalah nol, karena pada keadaan ini arus injeksi sama dengan arus penjenuhan, tetapi berlawanan arah. Hal ini berarti :

Atau

Sehingga diperoleh

Atau

Arus total yang mengalir dalam keadaan tegangan maju adalah

Persamaan ini disebut persamaan dioda, dan memberikan bentuk fungsi teoritis untuk ciri dioda dengan tegangan maju. Jika dibandingkan dengan lengkung ciri dioda yang sebenarnya ada beberapa penyimpanan.

IV. ALAT DAN BAHAN:

No Nama Alat/Bahan Jumlah
1 Potensiometer
1
2 Hambatan tetap
1
3 Dioda IN4002 1
4 Papan rangkaian 1
5 Saklar 1 kutub 1
6 Kabel Penghubung Merah 3
7 Kabel Penghubung Hitam 3
8 Meter Dasar 90 2
9 Baterai 3


V. PERSIAPAN PERCOBAAN
a. Langkah Percobaan
1. Tutupkanlah Saklar S (posisi 1)
2. Aturlah Tegangan paling rendah dengan cara memutar Potensiometer. Baca Tegangan dan kuata Arus pada Alat Ukur dan catat hasilnya kedalam tabel hasil pengamatan.
3. Ulangi langkah B sebanyak lima kali dengan Tegangan yang berbeda dan catat hasilnya kedalam tabel hasil pengamatan.
4. Bukalah Saklar S (posisi 0), kemudian balik arah Arus dengan cara membalik kutub Baterai.
5. Tutupkan Saklar S (posisi 1). Amatilah apa yang terjadi pada Amperemeter.
6. Buatlah Grafik hubungan I terhadap V.

Melakukan Percobaan
a. Persiapkanlah Peralatan/Komponen sesuai dengan Daftar Alat dan Bahan.
b. Buatkan Rangkaian seperti Gambar di atas.
 Saklar pada posisi terbuka (posisi 0)
 Sebuah meter dasar 90 digunakan sebagai Voltmeter dengan batas ukur 10V DC.
 Sebuah meter dasar 90 digunakan sebagai Amperemeter dengan batas ukur 100 mA DC.
c. Hubungkanlah rangkaian kesusunan Baterai (gunakan kabel penghubung)
d. Periksalah kembali Rangkaian.


VI. HASIL PENGAMATAN
a. Tabel Pengamatan

No Tegangan ( V ) Kuat arus

1 3 32 x 10-6 A
2 3,2 34 x 10-6 A
3 3,8 41 x 10-6 A
4 4,2 46 x 10-6 A
5 4,6 49 x 10-6 A

Ketika Baterainya di balik
Saat arah arus dibalik dengan cara membalik kutub batere jsrum amperemeter bergerak ke arah negatif.

b. Pembahasan

Dioda dilambangkan dengan anak panah yang arahnya menunjukkan arah tegangan positif atau kearah dimana arus dapat mengalir dan garis tegak lurus yang menunjukkan arus tertahan pada arah masuk ke dioda. Yang menjadi dasar dioda adalah penyearah tegangan maju saja, sedangkan pada arah mundur arus yang dilewatkan sangat kecil dan diabaikan. Dioda hanya menyearahkan arus pada tegangan positif saja, maka dioda dirangkai dengan arus searah.

Dari percobaan yang telah dilakukan terlihat dioda berguna sebagai menyearahkan arus pada satu arah tegangan (arah maju), sedangkan pada arah berlawanan (arah mundur) arus yang dilewatkan sangat kecil dan dilewatkan

Hasil pengamatan yang telah dilakukan terlihat semakin tinggi tegangan semakin tinggi pula kuat arus yang dihasilkan. Baik pada saat sebelum baterai dibalik maupun setelah baterai dibalik. Namun percobaan yang dilakukan hanya sekali, baik pada sebelum ataupun setelah baterai dibalik. Sehingga tidak dilakukan pengulangan dengan tegangan yang sama dan kondisi yang sama juga, maka pada pembahasan kali ini tidak dapat dibuat teori ralat.

Dioda berguna sebagai penyearah arus pada satu arah tegangan (arah maju), sedangkan pada arah berlawanan (arah mundur) arus yang dilewatkan sangat kecil dan dilewatkan. Hal ini terlihat bila arah kutub baterai dibalik, maka tegangannya akan negatif dan ampermeternya tidak terbaca. Kemudian terlihat juga semakin tinggi tegangan semakin tinggi pula kuat arus yang dihasilkan.

Pada tegangan maju lengkungan ciri sebenarnya lebih condong dari pada lengkung teori, sebab hambatan oleh kebocoran arus melalui perduktor dalam dioda. Penyimpangan berikutnya adalah untuk tegangan mundur, lengkungan ciri dioda lebih condong daripada lengkungan teori sebab hambatan oleh kebocoran arus melalui permukaan dioda.

VII. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Dioda dilambangkan dengan anak panah yang arahnya menunjukkan arah tegangan positif atau kearah dimana arus dapat mengalir dan garis tegak lurus yang menunjukkan arus tertahan pada arah masuk ke dioda. Yang menjadi dasar dioda adalah penyearah tegangan maju saja, sedangkan pada arah mundur arus yang dilewatkan sangat kecil dan diabaikan. Dioda hanya menyearahkan arus pada tegangan positif saja, maka dioda dirangkai dengan arus searah.

Ciri ( karakteristik ) Dioda adalah hubungan antara arus dioda dan beda tegangan antara kedua ujung dioda. Arus total yang mengalir dalam keadaan tegangan maju adalah

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan terlihat bila baterai dibalik, arahnya tetap sama (tidak berlawanan) dengan baterai yang dibalik, seharusnya berlawanan arah dengan baterai yang tidak dibalik. Hal tersebut dapat disebabkan karena ketidaktelitian praktikan dalam melaksanakan praktikum.

B. Saran

1. Sebelum melakukan praktikum, pratikan harus mempelajari dan memahami dahulu materi yang akan dipraktikumkan, serta membaca dan memahami buku panduan yang berkaitan dengan praktikum yang akan dilakukan pada waktu itu. Hal ini bertujuan agar dalam pelaksanaan praktikum tidak kesulitan untuk melakukan praktikum dan agar praktikum berjalan dengan lancar.
2. Praktikan juga harus berhati – hati dalam menggunakan alat, karena jika terjadi kesalahan pada saat melakukan praktikum dapat membahayakan praktikan, juga dibutuhkan ketelitian dan ketepatan dalam mengamati agar hasilnya lebih akurat.
3. Saat melakukan praktikum harus mengikuti prosedur yang ada.

DAFTAR PUSTAKA


Halliday, David. 1995. Fisika. Erlangga : Jakarta.
Sutanto. 1994. Rangkaian Elektronika (Analog). Fak.Teknik UI : Jakarta.
Sutrisno.1986. Elektronika Teori dasar dan penerapannya. ITB : Bandung

I. JUDUL
Interferensi Gelombang


II. TUJUAN

Mempelajari gejala interferensi dua gelombang koheren

III. LANDASAN TEORI
Saat dua atau lebih gelombang berjalan dengan arah yang sama atau berlawanan dalam suatu ruang, berbagai ukuran gangguan yang dihasilkan terjadi pada titik-titik di mana gelombang-gelombang itu bertemu. Efek ini dinamakan interferensi. Saat interferensi diperlihatkan misalnya dalam tangki riak, sumber gelombang koheren selalu digunakan, yaitu gelombang-gelombang dengan panjang gelombang dan frekuensi yang sama, baik sefase maupun dengan beda fase yang konstan. Ini untuk menjamin bahwa interferensi menghasilkan pola interferensi yang teratur dan teridentifikasi. Penggunaan gelombang tak koheren hanya akan menghasilkan gelombang dengan bentuk interferensi yang tak teratur.

Interferensi konsruktif
Bertambah besarnya perpindahan (penguatan) sebagai hasil superposisi dari dua gelombang yang sefase (berfrekuensi sama dan titik-titik yang bersesuaian berada pada tempat yang sama selama osilasi).

Interferensi destruktif
Berkurangnya perpindahan sebagai hasil superposisi dari dua gelombang yang tak sefase.

Pola interferensi pada satu waktu
Dua sumber (S1 dan S2) menghasilkan gelombang koheren, dalam hal ini berarti sefase.
Garis simpul (interferensi destruktif). Jika gelombang beramplitudo sama, semua titik sepanjang gangguan adalah nol .

(Stockley, 38-39 : 2007)

☻ Interferensi Gelombang Air
Misalkan pada permukaan air ada dua sumber titik yang yang mengeluarkan gelombang lingkaran periodik. Gelombang-gelombang lingkaran yang berasal dari sumber pertama akan berpusat pada sumber tersebut. Begitu juga gelombang-gelombang yang berasal dari sumber kedua akan berpusat pada sumber yang kedua. Tempat-tempat tertentu pada permukaan air akan tenang, tidak terjadi gerak gelombang. Sedang pada tempat-tempat lain terjadi penjalaran gelombang pada jalur-jalur tertentu. Pola gelombang semacam ini disebut pola interferensi. Peristiwa interferensi terjadi karena pada medium gelombang berlaku prinsip superposisi.

☻ Interferensi dari dua sumber titik
Peristiwa interferensi di dalam tangki riak menggunakan dua sumber titik yang mengeluarkan gelombang periodik. Misalkan kedua sumber tersebut terpisah pada jarak d, dan masing-masing mengeluarkan gelombang periodik dengan frekuensi yang sama. Untuk mudahnya misalkan kedua sumber tersebut digerakkan bersama-sama, maksudnya kedua sumber masuk dan keluar air pada waktu-waktu yang bersamaan. Dalam hal ini, kedua sumber mempunyai fase yang sama. Kita dapat menggambarkan gelombang-gelombang yang dihasilkan oleh kedua sumber dengan lingkaran-lingkaran yang berpusat pada masing-masing sumber tersebut (lihat Gb. 3.1). Lingkaran-lingkaran ini menyatakan puncak-puncak gelombang yang menyebar ke luar dari kedua sumber titik ini. Karena sumbernya periodik, puncak-puncak gelombang akan mempunyai jarak yang sama, yaitu satu panjang gelombang. Hali ini juga disebabkan frekuensi kedua sumber ini sama pula.

Jika dua lingkaran puncak saling berpotongan pada satu titik, pada titik tersebut terjadi puncak rangkap. Dalam tangki riak, puncak rangkap ini akan menyebabkan bayangan terang pada layar. Pada Gb. 3.2(a) bagian yang mengalami penjumlahan dua puncak tampak putih. Pada tempat-tempat bertemunya puncak sebuah gelombang dengan lembah gelombang lain, permukaan air rata dan tampak kelabu. Akhirnya pada tempat-tempat bertemunya lembah gelombang yang satu dengan lembah gelombang yang lain, tampaklah suatu bayangan yang sangat gelap pada layar tangki riak. Pada gambar 3.2(b), garis-garis lingkaran sudah dihapuskan sehingga terjadi pola yang tampak pada layar. Jadi superposisi gelombang pada Gb. 3.1 harus memberikan pada layar tangki riak pola seperti Gb. 3.2(b).



Dalam melihat Gb 3.3 hendaklah diingat bahwa puncak (bayangan terang) dan lembah (bayangan gelap) keduanya melingkar. Dalam gambar 3.4 dilukiskan titik potong dua lingkaran puncak, titik ini menyatakan suatu puncak rangkap. Sesaat kemudian letak lingkaran-lingkaran puncak digambarkan dengan garis putus-putus, dan titik puncak rangkap sudah bergeser. Arah pergeseran dinyatakan oleh anak panah.
Perhatikan lagi Gb. 3.2(a). Ambil suatu titk pada daerah kelabu, dan marilah kita begerak menjauhi sumber. Misalkan kita mulai dari tempat perimpitan puncak gelombang S1 dengan lembah gelombang S2. Jika bergerak keluar sedikit kita akan berada pada puncak gelombang S2, tetapi kita berada pada lembah gelombang S1. Hasilnya kita berada pada daerah dimana gangguan saling meniadakan. Jadi, pada daerah ini permukaan air selalu dalam keadaan tenang. Tempat dimana gangguan dari kedua gelombang ini saling menghilangkan tampak sebagai garis-garis kelabu dalam Gb. 3.3. Garis ini disebut garis simpul (nodal line). Pada garis simpul terjadi interferensi yang destruktif atau saling menghilangkan. Pada daerah-daerah yang mengalami interferensi yang saling memperkuat dikatakan terjadi interferensi konstruktif.

(Sutrisno, 67-69 : 1979)

Tumpang tindih dari gelombang-gelombang dinamakan interferensi. Bila ada dua titik batas atau permukaan batas, seperti dawai gitar yang kedua ujungnya terikat, kita memperoleh refleksi yang berulang. Dalam situasi seperti itu kita mendapat bahwa gelombang-gelombang sinusoidal dapat terjadi hanya untuk frekuensi khusus tertentu, yang ditentukan oleh sifat-sifat dan dimensi medium itu. Frekunsi khusus ini dan pola gelombang yang diasosiasikan dengannya dinamakan mode normal.
Peristiwa gelombang transversal pada dawai yang diregangkan, apa yang terjadi bila pulsa gelombang atau gelombang sinusoidal tiba di ujung dawai itu? Jika ujung itu diikatkan erat ke sebuah penopang tegar, maka ujung itu adalah ujung tetap yang tidak dapat bergerak. Gelombang yang tiba mengerahkan gaya pada penopang: reaksi terhadap gaya ini, yang dikerahkan oleh penopang pada dawai ‘berbalik’ pada dawai itu dan menimbulkan sebuah pulsa atau gelombang yang direfleksikan yang berjalan dalam arah yang sebaliknya. Syarat-syarat di ujung dawai, seperti sebuah penopang tegar atau sepenuhnya tanpa kehadiran gaya transversal dinamakan syarat batas (boundary condition). Pembentukan pulsa yang direfleksikan itu serupa dengan tumpang tindih dari dua pulsa yang berjalan dalam arah yang berlawanan.
(Young & Freedman, 30-31: 2004)

Jika dua gelombang sefase, interferensi bersifat konstruktif dan amplitudo gelombang resultan dua kali amplitudo gelombang penyusun. Jika dua gelombang berbeda fase 180¬o, interferensi bersifat destruktif dan gelombang saling menghilangkan.
Gambar 14-10a, memperlihatkan pola gelombang yang dihasilkan oleh dua sumber titik yang dipisahkan oleh suatu jarak kecil yang berosilasi sefase, masing-masing menghasilkan gelombang lingkaran berpanjang gelombang . Kita dapat menggambar suatu pola serupa dengan suatu kompas dengan menggambarkan busur-busur lingkaran yang menyatakan puncak-puncak gelombang dari masing-masing sumber pada suatu waktu tertentu (Gambar 14-10b). Pada titk-titik dimana puncak-puncak dari masing-masing sumber saling tumpang tindih, gelombang akan berinterferensi konstruktif. Pada titik-titik ini, lintasan-lintasan gelombang dari dua sumber sama panjang atau berbeda sebesar kelipatan bilangan genap dari panjang gelombang. Garis putus-putus menunjukkan titik-titik yang jaraknya sama dari sumber atau yang beda lintasannya adalah satu panjang gelombang, dua panjang gelombang, atau tiga panjang gelombang.

(Tipler, 516-519 : 1998)

Perhatikan dua sumber titik S1 dan S2 (Gambar 16-1) yang berisolasi sefase dengan frekunsi sudut ωyang sama dan mempunyai amplitudo 01 dan 02. Gelombang sferisnya masing-masing adalah
dan

Di mana r1 dan r2 masing-masing adalah jarak dari suatui titik ke S1 dan S2.
Beda fase antara kedua gelombang di suatu titik P adalah

(Alonso, 406-407 : 1992)


IV. ALAT DAN BAHAN
NO. NAMA ALAT / BAHAN JUMLAH
1. Catu Daya 1
2. Audio Generator 1
3. Set Tangkai Riak 1
4. Kabel Penghubung Hitam 1
5. Kabel Penghubung Merah 1
6. Pengeras Suara 1

V. PERSIAPAN PERCOBAAN
a. Langkah Percobaan
1. Hidupkan catu-daya (ON).
2. Hidupkan audio generator (ON).
3. Adakah pengaturan seperlunya pada audio generator sehingga terlihat gelombang permukaan air dengan jelas.
4. Gambarkan hasil pengamatan pola gelombang pada kolom Hasil Pengamatan.
5. Matikan audio generator (OFF).
6. Ulangi langkah 2 s/d 4 dengan mengubah frekuensi audio generator.

Keterangan Gambar :
1. Persiapkan peralatan sesuai daftar alat dan bahan.
2. Rakit tangki riak seperti gambar di atas.
 Hubungkan kedua pipa pembangkit gelombang ke pengeras suara (gunakan selang plastik).
 Pasang kedua pipa pembangkit gelombang pada jarak 5 cm satu sama lain.
 Hubungkan pengeras suara ke audio generator.
 Isi tangki riak dengan air secukupnya hingga kedua ujung pambangkit gelombang menyentuh permukaan air.
3. Hubungkan catu-daya ke sumber tegangan (alat dalam keadaan mati / OFF).
4. Pilih tegangan keluaran catu-daya 12 V AC/DC.
5. Hubungkan audio generator ke sumber tegangan (alat dalam keadaan mati / OFF).
6. Periksa kembali rangkaian.

VI. HASIL PENGAMATAN
Lihat Percobaan yang dilakukan !!!!!!

a. Pembahasan
Pada permukaan air terlihat ada dua sumber titik yang yang mengeluarkan gelombang lingkaran periodik. Gelombang-gelombang lingkaran yang berasal dari sumber pertama akan berpusat pada sumber tersebut, sedangkan gelombang-gelombang yang berasal dari sumber kedua akan berpusat pada sumber yang kedua. Kedua sumber tersebut terpisah oleh jarak. Tempat-tempat tertentu pada permukaan air akan tenang, tidak terjadi gerak gelombang. Sedang pada tempat-tempat lain terjadi penjalaran gelombang pada jalur-jalur tertentu. Pola gelombang semacam ini disebut pola interferensi.
Saat interferensi diperlihatkan dalam tangki riak, sumber gelombang koheren selalu digunakan, yaitu gelombang-gelombang dengan panjang gelombang dan frekuensi yang sama, baik sefase maupun dengan beda fase yang konstan. Ini untuk menjamin bahwa interferensi menghasilkan pola interferensi yang teratur dan teridentifikasi.
Pada gelombang 1 dengan frekuensi 1, didapat pola gelombang yaitu gelombang-gelombang dihasilkan oleh kedua sumber (titik) dengan lingkaran-lingkaran yang berpusat pada masing-masing sumber tersebut. Kedua sumber dipisahkan oleh jarak yang kecil. Antar lingkaran berjarak kecil.
Pada gelombang 2 dengan frekuensi 2, pola gelombangnya jauh lebih besar daripada pola gelombang 1. Jarak antar kedua sumber / titik-titik menjadi lebih besar dan lingkaran-lingkarannya semakin menyebar.
Pada gelombang 3 dengan frekuensi 3, memiliki pola gelombang yang dihasilkan dari kedua sumber (titik) yang dipisahkan oleh jarak yang lebih besar daripada jarak kedua sumber gelombang 2. Lingkaran-lingkarannya pun jugan semakin besar jaraknya dan menyebar.
Pada gelombang 4 dengan frekuensi 4, pola gelombang yang dihasilkan jauh lebih besar daripada pola gelombang 3. Jarak pisah kedua sumber lebih jauh dari gelombang 3 dan lingkaran-lingkarannya semakin besar jaraknya dan menyebar.
Pada gelombang 5 dengan frekuensi 5, didapat pola gelombang yaitu gelombang-gelombang yang dihasilkan oleh kedua sumber yang terpisah oleh jarak yang lebih besar daripada jarak sumber-sumber gelombang 4. Lingkaran-lingkaran gelombang juga semakin menyebar dan semakin besar.
Pola gelombang seperi ini disebut pola interferensi. Interferensi merupakan tumpang tindih dari gelombang-gelombang. Lingkaran- lingkaran pada pola gelombang menyatakan puncak-puncak gelombangyang menyebar keluar dari kedua sumber titik. Semakin besar frekuensi, maka gelombang semakin besar dan menyebar.

VII. KESIMPULAN DAN SARAN
a. Kesimpulan
1. Pola gelombang interferensi terdiri dari gelombang-gelombang lingkaran yang berasal dari dua sumber yang terpusat dan terpisah oleh jarak.
2. Saat interferensi diperlihatkan dalam tangki riak, sumber gelombang koheren selalu digunakan, yaitu gelombang-gelombang dengan panjang gelombang dan frekuensi yang sama, baik sefase maupun dengan beda fase yang konstan.
3. Interferensi merupakan tumpang tindih dari gelombang-gelombang.
4. Interferensi merupakan tumpang tindih dari gelombang-gelombang.
5. Peristiwa interferensi terjadi karena pada medium gelombang berlaku prinsip superposisi.
6. Interferensi dapat berupa interferensi konstruktif dan interferensi destruktif.

b. Saran
Agar praktikum berjalan dengan lancar hendaknya assisten dapat menjelaskan terlebih dahulu tujuan dari praktikum dan langkah percobaannya.


VIII. DAFTAR PUSTAKA
Alonso, Marcelo dan Edward J Fiun.1992. Dasar-dasar Fisika Universitas Seri Magnet dan Gelombang. Jakarta : Erlangga
Stocley, Corinne dan Chris Oxlade. 2007. Kamus Fisika Bergambar. Jakarta : Erlangga
Sutrisno. 1979. Gelombang dan Optik. Bandung : ITB
Tipler, Paul A. 1998. Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 1. Jakarta : Erlangga
Young, Hugh D dan Roger A Freedman. 2004. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid 2. Jakarta : Erlangga

I. Judul Percobaan
Pengukuran gaya dan Penjumlahan vektor gaya

II. Tujuan percobaan
Menentukan gaya berat suatu benda dan mempelajari cara menentukan jumlah (resultan) dua vektor gaya.

III. Landasan Teori
Gaya didefinisikan dengan mengukur percepatan yang ditimbulkan pada benda standar yang ditarik oleh pegas yang terentang. Pengukuran ini disebut dengan pengukuran gaya dengan cara dinamik. Metode pengukuran gaya yang lain didasarkan atas pengukuran perubahan bentuk atau ukuran benda yang dikenai gaya (pegas misalnya) dalam keadaan tanpa percepatan. Cara ini disebut sebagai cara statik untuk mengukur gaya.
Gagasan metode statik ini menggunakan kenyataan bahwa jika suatu benda yang dikenai beberapa gaya, tidak mengalami percepatan, maka jumlah vektor semua gaya yang bekerja padanya haruslah sama dengan nol. Ini tidak lain dari isi hukum gerak yang pertama. Sebuah gaya tunggal yang bekerja pada benda akan menimbulkan percepatan; percepatan ini dapat dibuat sama dengan nol jika pada benda ditambahkan gaya lain yang sama besar dan berlawanan arah. Pada kenyataannya benda diusahakan tetap dalam keadaan diam. Jika kemudian kita definisikan suatu gaya sebagai gaya satuan, maka berarti kita sedang mengukur gaya. Sebagai gaya satuan dapat diambil misalnya, tarikan bumi pada benda standar disuatu tempat tertentu.
Alat yang digunakan untuk mengukur gaya dengan cara ini adalah neraca pegas. Neraca ini terdiri dari sebuah pegas spiral dengan penunjuk skala pada salah satu ujungnya. Gaya yang dikenakan pada neraca pegas akan mengubah panjang pegas. Jika benda seberat 1,00 N digantungkan pada ujung pegas, pegas akan memanjang sampai tarikan pegas pada benda sama besar tetapi berlawanan arah dengan beratnya. Gaya yang bekerja pada pegas selalu sama jika penunjuk skala menunjuk tempat yang sama. Neraca yang telah ditera ini sekarang dapat digunakan bukan hanya untuk mengukur tarikan bumi pada suatu benda, tetapi juga untuk mengukur gaya lain yang tidak diketahui.
(Halliday Resnik, 1998:122-123)
Secara diam-diam, hokum ketiga telah digunakan dalam cara statik ini, karena kita anggap bahwa gaya yang dilakukan oleh pegas pada benda sama besar, dengan gaya yang dilakukan oleh benda pada pegas. Gaya yang disebut terakhir ini yang akan diukur. Hukum pertama juga kita guanakan disimi, karena kita anggap bahwa F sama dengan nol. Perlu diingat lagi disini bahwa jika percepatan tidak sama dengan nol, rentangan pegas yang ditimbulkan oleh benda seberat W tidak akan sama dengan rentangan pada a=0. Malah jika pegas dan benda W yang diikatkan itu jatuh bebas karena pengaruh gravitasi, sehingga a=g, pegas sama sekali tidak akan bertambah panjang, dan tegangannya akan sama dengan nol.
(Sutrisno, 1997:42)
Di dalam ilmu fisika, gaya adalah apapun yang dapat menyebabkan sebuah benda bermassa mengalami percepatan. Gaya memiliki besar dan arah, sehingga merupakan besaran vektor. Satuan SI yang digunakan untuk mengukur gaya adalah Newton (dilambangkan dengan N). Berdasarkan Hukum kedua Newton, sebuah benda dengan massa konstan akan dipercepat sebanding dengan gaya netto yang bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya.

Gaya bukanlah sesuatu yang pokok dalam ilmu fisika, meskipun ada kecenderungan untuk memperkenalkan ilmu fisika lewat konsep ini. Yang lebih pokok ialah momentum, energi dan tekanan. Sebenarnya, tak seorang pun dapat mengukur gaya secara langsung. Tetapi, kalau sesuatu mengatakan seseorang mengukur gaya, sedikit berpikir akan membuat seseorang menyadari bahwa apa yang diukur sebenarnya adalah tekanan (atau mungkin kemiringannya). "Gaya" yang Anda rasakan saat meraba kulit anda, misalnya, sebenarnya adalah sel syaraf tekanan Anda yang mendapat perubahan tekanan. Ukuran neraca pegas mengukur ketegangan pegas, yang sebenarnya adalah tekanannya, dll.
Dalam bahasa sehari-hari gaya dikaitkan dengan dorongan atau tarikan, mungkin dikerahkan oleh otot-otot kita. Di fisika, kita memerlukan definisi yang lebih presisi. Kita mendefinisikan gaya di sini dalam hubungannya dengan percepatan yang dialami benda standar yang diberikan ketika ditempatkan di lingkungan sesuai. Di fisika, gaya adalah aksi atau agen yang menyebabkan benda bermassa bergerak dipercepat. Hal ini mungkin dialami sebagai angkatan, dorongan atau tarikan. Percepatan benda sebanding dengan penjumlahan vektor seluruh gaya yang beraksi padanya (dikenal sebagai gaya netto atau gaya resultan).
Dalam benda yang diperluas, gaya mungkin juga menyebabkan rotasi, deformasi atau kenaikan tekanan terhadap benda. Efek rotasi ditentukan oleh torka, sementara deformasi dan tekanan ditentukan oleh stres yang diciptakan oleh gaya. Menurut perkembangan mekanika kuantum, sekarang dipahami bahwa partikel saling mempengaruhi satu sama lain melalui interaksi fundamental, menjadikan gaya sebagai konsep yang berguna hanya pada konsep makroskopik. Satuan SI yang digunakan untuk mengukur gaya adalah newton (simbol N), yang mana adalah ekivalen dengan kg.m.s-2. Satuan CGS lebih awal adalah dyne. Hubungan F = m.a dapat digunakan dengan yang mana pun.
(www.wikipedia-indonesia.com)
Isaac Newton menemukan hukum-hukum Newton tentang gerak yang mendasari mekanika dalam Fisika, khususnya kinematika dan dinamika. Selanjutnya beliau juga menemukan hukum gravitasi Newton yang menjelaskan secara gamblang interaksi benda-benda di seluruh alam semesta ini. Gaya merupakan salah satu konsep fisika yang sangat abstrak. Gaya dapat berupa dorongan atau tarikan yang bekerja pada sebuah benda. Sebagai contoh mobil dapat bergerak karena didorong oleh gaya mesin, namun bila mobil mogok dan memerlukan orang yang mendorong mobil mogok itu, dikatakan orang memberikan gaya dorong yang bersumber dari tenaga ototnya.
Gaya dapat diartikan juga sebagai interaksi antara sebuah benda dengan lingkungannya. Sebagai contoh gaya gravitasi matahari, bulan dan bumi seperti pada gambar. Gaya gravitasi adalah interaksi antara sebuah benda bermassa m dengan benda lain di sekitarnya.Secara umum gaya dapat ditimbulkan oleh listrik, magnet, elektromagnet, otot, gravitasi, gesekan, fluida, pegas, partikel inti atom, dan sebagainya. Sehingga kita mengenal gaya listrik, gaya magnet, gaya elektromagnet, gaya otot, gaya tegangan tali, gaya gesekan, gaya pegas, gaya apung/Archimedes, gaya inti, dan sebagainya.
Pada gaya pegas dapat membuat getaran beban yang dipasang di ujungnya apabila beban tersebut di tarik atau diberi simpangan maksimum kemudian dilepas. Gerakan beban yang demikian itu disebut gerak harmonik.Jadi dapat disimpulkan bahwa gaya adalah suatu tarikan atau dorongan yang dapat menimbulkan perubahan gerak. Dengan demikian jika benda ditarik/didorong dan sebagainya maka pada benda bekerja gaya dan keadaan gerak benda dapat dirubah. Gaya adalah penyebab gerak. Gaya termasuk besaran vektor, karena gaya ditentukan oleh besar dan arahnya.
Pengertian lain dari gaya adalah bahwa gaya merupakan penyebab timbulnya percepatan atau perlambatan. Besarnya gaya atau beberapa gaya yang diberikan pada sebuah kilogram standard didefinisikan sebagai percepatan dengan ketentuan bahwa bila gaya yang mempercepat 1 m/s2 sebuah massa kilogram standard didefinisikan sebesar 1 newton (N).Arah percepatan selalu searah dengan arah gaya. Arah tersebut ditunjukkan dengan arah anak panah. Sedangkan panjang garis mewakili besar gaya.

Resultan dari Beberapa Gaya
Gaya, demikian pula percepatan adalah besaran vektor, sehingga jika beberapa buah gaya bekerja pada sebuah benda, maka gaya total yang bekerja pada benda itu merupakan jumlah vektor dari gaya-gaya tersebut yang biasa disebut dengan resultan gaya ( R atau FR). Bila gaya- gaya bekerja pada benda mempunyai arah yang sama (berarti masing-masing gaya saling membentuk sudut 0) maka resultan gaya dapat ditentukan dengan menjumlahkan gaya-gaya tersebut secara aljabar. Persamaan resultan yang dimaksud dapat dituliskan sebagai berikut.
R = F1 + F2
Bila gaya- gaya bekerja pada benda berlawanan arah ( berarti masing-masing gaya saling membentuk sudut 180) maka resultan gaya dapat ditentukan dengan mengurangkan gaya-gaya tersebut secara aljabar. Persamaan resultan yang dimaksud dapat dituliskan sebagai berikut.
R = F1 - F2
Massa dan Berat
Massa (m) benda adalah jumlah partikel yang dikandung benda. Sedangkan berat suatu benda (w) adalah besarnya gaya tarik bumi terhadap benda tersebut dan arahnya menuju pusat bumi. ( vertikal ke bawah ).
Perbedaan massa dan berat :
* Massa (m) merupakan besaran skalar di mana besarnya di sembarang tempat untuk suatu benda yang sama selalu tetap.
* Berat (w) merupakan besaran vektor di mana besarnya tergantung pada tempatnya ( percepatan gravitasi pada tempat benda berada ).
Massa (m) sebuah benda adalah karakteristik benda itu yang mengkaitkan percepatan benda dengan gaya (atau resultan gaya) yang menyebabkan percepatan tersebut. Massa adalah besaran skalar. Massa di mana-mana selalu bernilai tetap, kecuali benda tersebut mengalami pengurangan materi, misalnya mengalami pecah, sobek atau aus, maupun mengalami penambahan materi sejenis misalnya dua potong besi dilas dengan bahan yang sama.
Berat sebuah benda dalam bahasa Inggris weight (w) adalah sebuah gaya yang bekerja pada benda tersebut dari benda-benda lain (atau benda-benda astronomi). Gaya berat sebenarnya adalah gaya gravitasi pengaruh benda astronomi terdekat terhadap benda tersebut. Benda astronomi yang paling dekat dengan kehidupan kita adalah bumi, sehingga gaya berat sering dinyatakan secara matematis sebagai berikut :
w = m g
dimana m adalah massa benda, g menyatakan vektor percepatan gravitasi bumi yang bernilai 9,8 m/s2 atau biasanya dibulatkan menjadi 10 m/s2, dan w adalah gaya berat dalam satuan Newton (dalam SI) atau dyne (dalam CGS).
Gaya berat adalah besaran vektor, sehingga bila sebuah benda bermassa m diletakkan di sekitar dua atau lebih benda astronomi, maka gaya berat benda tersebut merupakan jumlah vektor dari setiap gaya berat yang ditimbulkan olah masing-masing benda astronomi. Hal itu biasanya dijumpai pada sistem makro misalnya pada sistem tatasurya. Bayangkanlah pada saat bumi, bulan dan matahari terletak dalam satu garis lurus, maka pada tiap-tiap benda tersebut mengalami vektor resultan gaya berat/gravitasi yang ditimbulkan oleh masing-masing benda astronomi disekitarnya.
Berat benda-benda di permukaan bumi tidak sama di setiap bagian bumi, berat benda di kutub lebih besar daripada berat benda yang sama di khatulistiwa. Berat benda yang berada di ketinggian tertentu dari permukaan bumi lebih kecil daripada berat benda yang sama di permukaan bumi. Hal itu disebabkan oleh jarak benda kepusat bumi berpengaruh terhadap nilai gaya berat. Gaya berat berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara benda dengan pusat bumi.
Neraca pegas dilengkapi dengan dua jenis skla, yaitu skala satuan besaran massa [kilogram] dan skla satuan besaran gaya [newton]. hal ini berart, neraca pegas dapat dipakai untuk mengukur massa dan berat benda.Cara menggunakan neraca pegas Benda yang akan diukur massanya, digantung pada pengait neraca. skala yang di tunjukan oleh penunjuk neraca, sama dangan nilai massa benda yang diukur. skala satuan besaran massa yang di tunjukan oleh penunjuk neraca adalah lima.berarti massa benda tersebut adalah lima kg.
Operasi penjumlahan Vektor

A
B

A + B = ?
Tanda + dalam penjumlahan vektor mempunyai arti dilanjutkan.
Jadi A + B mempunyai arti vektor A dilanjutkan oleh vektor B.

B
A

A+B

Dalam operasi penjumlahan berlaku :
a. Hukum komutatif
B
A A + B = B + A
A
B

b. Hukum Asosiatif

B (A + B) + C = A + (B + C)

A
C




Opersai pengurangan dapat dijabarkan dari opersai penjumlahan dengan menyatakan negatif dari suatu vektor.

A -A
B

B - A = B + (-A)

B

B-A -A


Vektor secara analitis dapat dinyatakan dalam bentuk :
A = Ax i + Ay j + Az k dan
B = Bx i + By j + Bz k
maka opersasi penjumlahan/pengurangan dapat dilakukan dengan cara menjumlah/mengurangi komponen-komponennya yang searah.
A + B = (Ax + Bx) i + (Ay + By) j + (Az + Bz) k
A - B = (Ax - Bx) i + (Ay - By) j + (Az - Bz) k
(www.GuruMuda.com)
IV. Alat dan Bahan
NO NO. KATALOG NAMA ALAT DAN BAHAN JUMLAH
1 FME 51.01/01 Dasar Statif 2
2 FME 51.03/03 Batang statif pendek 1
3 FME 51.04.04 Batang statif panjang 2
4 FME 51.05/05 Balok penahan 2
5 FME 51.09/10 Beban 50 gram 4
6 FME 51.10/11 Dinamometer 3 N 2
7 FME 51.07 Dinamometer 1,5 N 2
7 FME 51.1/23 Jepit penahan 2
8 Benang (tali) secukupnya
9 Busur derajat 1

V. Langkah-langkah percobaan
a. Pengukuran Gaya
1. Sebuah beban digantungkan pada neraca pegas.
2. Nilai yang ditunjukkan oleh neraca pegas dibaca
3. Hasil pengamatan dicatat pada table.
4. Langkah 2 dan 3 diulangi dengan menngunakan dua beban.
5. Langkah 2 dan 3 diulangi dengan menngunakan tiga beban.
6. Langkah 2 dan 3 diulangi dengan menngunakan empat beban.

b. Penjumlahan Vektor Gaya
1. Beban pada dynamometer digantungkan .Berat beban diperiksa dan hasilnya dicatat pada tabel.
2. Dasar statif digeser agar masing-masing dynamometer membentuk sudut + 200 terhadap garis tegak (garis vertikal). Sudut a1 dan a2 diukur dengan busur derajat dan hasilnya dicatat pada tabel.
3. Gaya F1 dan F2 pada masing-masing dinamometer dibaca dan hasilnya dicatat pada tabel.
4. Langkah b dan c diulang untuk sudut yang sesuai dengan ketentuan didalam tabel.

VI. Hasil Pengamatan
Tabel Hasil pengamatan
a. Pengukuran Gaya
(1 beban = 50 gram)
Jumlah
beban Massa beban (m) (Kg) Posisi Pegas/berat beban W (N) Gravitasi

1 0,05 0,5 10
2 0,10 1 10
3 0,15 1,5 10
4 0,20 2 10
b. Penjumlahan vektor Gaya
a1 a2 F1 (N) F2 (N) Berat beban (N) Resultan gaya (N)
200 200 0,27 0,27 0,5 0,5
250 250 0,28 0,28 05 0,5
300 300 0,29 0,29 0,5 0,5
350 350 0,3 0,3 0,5 0,49

Pembahasaan
Perhitungan
a. Pengukuran Gaya
Nilai gravitasi
• 1 beban
Gravitas =
• 2 beban
Gravitasi =
• 3 beban
Gravitasi =
• 4 beban
Gravitasi =
b. Penjumlahan Vektor Gaya
Resultan gaya
a. a1 = a2 = 20o
F1 = F2= 0,27 N
W = 0,5


b. a1 = a2 = 25o
F1= F2= 0,28 N














c. a1 = a2 = 30o
F1= F2= 0,29 N












d. a1=a2 = 35o
F1= F2= 0,3 N














Pembahasan
a. Pengukuran Gaya
Pada percobaan pertama, kita akan menentukan gaya berat suatu benda dengan cara pengukuran gaya secara statik.Metode pengukuran gaya ini didasarkan atas pengukuran perubahan bentuk atau ukuran pegas yang dikenai gaya dalam keadaan tanpa percepatan. Gagasan metode statik ini menggunakan kenyataan bahwa jika suatu benda yang dikenai beberapa gaya, tidak mengalami percepatan, maka jumlah vektor semua gaya yang bekerja padanya haruslah sama dengan nol. Ini tidak lain dari isi hukum gerak yang pertama. Sebuah gaya tunggal yang bekerja pada benda akan menimbulkan percepatan; percepatan ini dapat dibuat sama dengan nol jika pada benda ditambahkan gaya lain yang sama besar dan berlawanan arah. Pada kenyataannya benda diusahakan tetap dalam keadaan diam. Jika kemudian kita definisikan suatu gaya sebagai gaya satuan, maka berarti kita sedang mengukur gaya. Sebagai gaya satuan dapat diambil misalnya, tarikan bumi pada benda standar disuatu tempat tertentu. Benda tersebut adalah beban yang digantungkan pada neraca. Alat yang digunakan untuk mengukur gaya dengan cara ini adalah neraca pegas. Neraca ini terdiri dari sebuah pegas spiral dengan penunjuk skala pada salah satu ujungnya. Gaya yang dikenakan pada neraca pegas akan mengubah panjang pegas. Saat beban dengan berat 0,05 kg digantungkan pada pegas, maka panjang pegas berubah dan menunjukkan angka 0,5 N. beban ditambah teru menerus dan dipeoleh nilai berat yang berbeda. Setelah hasil pengamatan, diperoleh pula nilai gravitasi sebesar 10 m/s2. Nilai ini diperoleh dengan menggunakan rumus:
W = m . g
dimana : W= Gaya berat benda (N)
m = massa benda (kg)
g = percepatan gravitasi bumi (m/s2)
Besar percepatan gravitasi berbeda dengan besar percepatan gravitasi pada buku acuan yaitu sebesar 9,8 m/s2. Tetapi hal ini bias diterima karena selisihnya tak terlalu jauh. Selain itu pada beberapa buka besar percepatan gravitasi sering dibulatkan menjadi 10 m/s2. Selain itu hal tersebut dapat pula dipengaruhi oleh kasalah dalam praktikum. Neraca yang digunakan pada percobaan ini adalah sebesar 3 N. Sehingga dalam mengamati nilai yang ditunjukkan oleh pegas kurang begitu teliti, karena bila ada selisih sedikit-sedikit itu sering diabaikan oleh praktikan. Keculai jika menggunakan neraca pegas yang bernilai lebih besar, maka, tingkat ketelitian dalam membaca neraca pegas pun akan lebih besar, karena nilai skala terkecil dalam skala tersebut lebih kecil. Semakin kecil nilai skala terkecil, maka akan semakin tinggi tingkat ketalitian.
Saat beban digantungkan pada ujung pegas, pegas akan memanjang sampai tarikan pegas pada benda sama besar tetapi berlawanan arah dengan beratnya. Gaya yang bekerja pada pegas selalu sama jika penunjuk skala menunjuk tempat yang sama. Neraca yang telah ditera ini sekarang dapat digunakan bukan hanya untuk mengukur tarikan bumi pada suatu benda, tetapi juga untuk mengukur gaya lain yang tidak diketahui.
Hukum ketiga telah digunakan dalam cara statik ini, karena kita anggap bahwa gaya yang dilakukan oleh pegas pada benda sama besar, dengan gaya yang dilakukan oleh benda pada pegas. Dengan arah berlawanan, dimana gaya berat mengarah ke pusat bumi dikarenakan pengaruh gravitasi bumi. Sedangkan gaya yang dilakukan pegas pada benda memiliki arah yang berlawana dengan arah gaya berat benda karena keduanya merupakan pasangan aksi-reaksi. Hukum pertama juga kita guanakan disini, karena kita anggap bahwa F sama dengan nol. Perlu diingat lagi disini bahwa jika percepatan tidak sama dengan nol, rentangan pegas yang ditimbulkan oleh benda seberat W tidak akan sama dengan rentangan pada a=0. Malah jika pegas dan benda W yang diikatkan itu jatuh bebas karena pengaruh gravitasi, sehingga a=g, pegas sama sekali tidak akan bertambah panjang, dan tegangannya akan sama dengan nol.
b. Penjumlahan dua vektor gaya
Pada percobaan kedua, kita akan mempelajari cara menentukan jumlah dua vector gaya. Dua dynamometer diatur sehingga membentuk sudut yang sama terhadap garis vertical. Karena dalam posisi seimbang maka besar gaya pada neraca 1 sama besar dengan neraca pegas 2. Dan memiliki panjang garis yang sama pula, karena panjang garis menunjukkan besar vector. Dengan melukis jajar genjang dengan memberi garis bantu, maka diperoleh gaya resultan dari kedua vector gaya. Dengan arah gaya resultan kearah vertical ke atas, arah tersebut berlawanan arah dengan arah gaya berat yang arahnya kepusat bumi bumi (arah vertical negatif). Dalam percobaan ini karena menggunakan beban dengan berat 0,05 kg, maka besar gaya berat adalah 0.5 N.
Besarnya gaya resultan dapat dicari secara analitis, yaitu dengan cara memproyeksikan kedua gaya terhadap sumbu-x dan sumbu-y. dari hasil perhitungan maka diperoleh besar resultan gaya adalah 0,5 N untuk sudut 200, 250 dan 300, sedangkan untuk sudut 350 diperoleh besar gaya resultan 0,49 N.
Bila kita cermati besar nilai gaya resultan besar gaya berat maka akan tampak hubungan antara keduanya. Ternyata keduanya memiliki besar yang sama tetapi arah keduanya berlawanan. Hal ini menunjukkan bahwa keduanya memiliki hubungan aksi reaksi.
Perbedaan hanya terletak pada resultan gaya ke-4, hal ini tidak lain disebabkan oleh kesalatan yang dilakukan pengamat, lagipula nilai yang ditunjukkan sebenarnya tidak sama persis 0,5 N tetapi terdapat factor pembulatan disana. Jadi, jika dibulatkan, sebenarnya niklai keduanya hamper sama, bila ada selisih diantaranya, tidak lain disebabkan kesaplahan praktikan dalam membaca skala ataupun dalam mengikat simpul tali yang kurang benar.
VII. Kesimpulan dan Saran
a. Kesimpulan
1. Menentukan gaya berat dapat dilakukan dengan pengukuran gaya secara statis menggunakan neraca pegas. Nilai gaya berat dilihat dari perubahan panjang pegas.
2. Berat adalah gaya yang arahnya menuju pusat bumi karena pengaruh gaya gravitasi.
W = m . g
3. Penjumlahan dua vektor gaya dapat dilakukan dengan menggunakan metode grafis ataupun analitis.
4. Besar gaya yang dilakukan oleh pegas pada beban sama besar dengan gaya yang dilakukan beban pada pegas dan merupakan pasangan aksi-reaksi.


b. Saran
1. Diharapkan sebelum melakukan percobaan, praktikan mengetahui maksud dan tujuan percobaan tersebut.
2. Hendaknya praktikan berhati-hati dalam melakukan praktikum, hingga diperoleh hasil yang maksimal.
3. Diharapkan penguasaan materi bagi para asisten dalam membimbing jalannya praktikum

Daftar Pustaka

Halliday dan Resnick. 1998. Fisika Jilid 1. Jakarta : Erlangga
Sutrisno. 1997. Fisika dasar seri mekanika. Bandung: ITB
http://www.wikipedia-indonesia.com (diakses 4 maret 2009)
http://www.GuruMuda.com (diakses 4 maret 2009)

1. TUJUAN PERCOBAAN
Menentukan hubungan arus basis dengan arus kolektor

2. LANDASAN TEORI
Transformator merupakan piranti untuk mengubah tegangan dan arus bolak-balik tanpa kehilangan daya yang cukup besar. Operasinya didasarkan pada arus bolak-balik dalam satu rangkaian akan menginduksi (mengimbas) ggl bolak-balik pada rangkaian didekatnya karena adanya induktansi bersama pada satu rangkaian. Kumparan yang meyalurkan daya masukan disebut kumparan primer, dan kumparan lain disebut sekunder. Untuk transformator dengan lilitan pada bagian primer dan lilitan pada bagian sekunder, tegangan pada kumparan sekunder dihubungkan dengan ggl pada kumparan primer oleh :
ggl
Transformator disebut dengan transformator penaik tegangan jika lebih banyak daari pada sehingga tegangan keluaran lebih tinggi dari tegangan masukannya. Jika lebih sedikit daripada , transformator tersebut disebut transformator penurun tegangan.
(Tipler, hal 381)
Arah aliran arus konvensional merupakan arah arus positif. Pada kawat, sebenarnya elektron bermuatan negatif yang bergerak, sehingga mengalir ke arah yang berlawanan dengan arus konvensional. Arus konvensional positif selalu mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah.
Arus didefinisikan sebagai laju aliran muatan listrik yang melalui suatu luasan penampang lintang. Jika adalah muatan yang mengalir penampang lintang A dalam waktu , arus adalah,

Suatu segmen kawat dengan panjang dan penampang lintang A yang , membuat arus . Karena arah medan listrik dari daerah potensial lebih tinggi ke daerah petensial lebih rendah. Potensial pada titik a lebih besar daripada titik b. Beda potensial V antara titik a dan b adalah

Untuk kebanyakan material.
Kawat dalam suatu segmen kawat sebanding dengan beda potensial yang melintasi segmen. Ini disebut sebagai hukum Ohm, konstanta kesebandingan ditulis I/R, dimana R disebut resistansi :

Atau

Hukum Ohm


Hukum Ohm menyatakan arus pada konduktor yang baik sebanding dengan beda potensial yang diberikan ke dua ujungnya.
Konstanta pembanding tersebut disebut hambatan R dari bahan yang bersangkutan, sehingga,
V = I R
Arus listrik bisa berupa arus searah (dc), di mana arus tetap tidak berubah pada satu arah; atau bisa berubah arus bolak-balik (ac), dimana arus berganti arah dengan frekuensi tertentu,, biasanya 60 Hz. Cahaya filamen kawat tipis dalam bola lampu disebabkan oleh arus listrik yang melewatinya. Energi diubah menjadi energi energi panas (melalui tumbukan antara elektron-elektron dan atom-atom yang bergerak pada kawat), yang menyebabkan temperatur kawat menjadi sedemikian tinggi hingga bersinar.
( Giancolli, hal: 87)
Penggunaan penting transformator ialah dalam menyalurkan daya listrik. Mudahnya menaik-turunkan tegangan dengan transformator inilah yang membuat arus bolak-balik lazim digunakan daripada arus searah.

Resistor ada 2, yaitu:

a. Resistor seri
Dua atau lebih resistor yang dihubungkan sedemikian rupa sehingga muatan yang sama harus mengalir melalui keduanya dikatakan bahwa resistor itu terhubung secara seri. Kedua resistor haruslah membawa arus I yang sama. Tegangan jatuh pada adalah , dan yang jatuh pada adalah . Tegangan jatuh pada kedua resistor adalah jumlah tegangan yang jatuh pada masing-masing resistor :
,
Dengan membuat tegangan jatuh sama dengan , maka diperoleh

Jadi, resistansi ekivalen untuk resistor yang tersusun seri adalah penjumlahan resistansi awal. Ketika terdapat lebih dari dua resistor yang disusun seri, maka resistansi ekivalennya adalah


b. Resistor parallel
Dua resistor atau lebih yang dihubungkan sedemikian rupa sehingga memiliki beda potensial yang sama antara keduanya yang dikatakan bahwa mereka dihubungkan secara paralel. Misal I adalah arus dari titik a ke b. Pada titik a arus terpecah menjadi dua bagian , dalam resistor R1, dan I2 dalam R2. Arus total adalah jumlah arus –arus tadi:

adalah tegangan jatuh pada kedua resistor. Dalam bentuk arus resistansi,

Resistansi ekivalen dari kombinasi resistor parallel didefinisikan sebagai resistansi Req tersebut, dimana arus total I menghasilkan tegangan jatuh V

Dengan memecahkan persamaan ini untuk I dan dengan meggunakan I = I1 + I2, didapatkan


Resistansi ekivalen untuk dua resistor paralel, atau lebih :

( Giancolli dan Soedjana)

Resistor merupakan komponen pesif yang dibuat untuk mendapatkan hambatan tertentu. Agar dapat menggunakan resistor dengan baik harus diketahui bahan pembuatnya., nilai hambatan, toleransi, lesapan daya, derau dan perilekunya pada frekuensi tinggi. Resistor karbon menggunakan cincin sandi warna yang dicatkan pada badan resistor untuk menyatakan nilai hambatan.
Transistor adalah suatu komponen aktif dibuat dari bahan semikonduktor. Ada dua macam transistor, yaitu transistor dwi kutub (bipolar) dan transistor efek medan. Transistor digunakan di dalam rangkaian untuk memperkuat isyarat, artinya isyarat lemah pada masukan diubah menjadi isyarat yang kuat pada keluaran. Kemampuan daya transistor menyatakan berapa besar daya lesapan yang dapat diterima oleh transistor tanpa membuatnya rusak. Kemampuan transistor yang lain adalah kemampuan tegangan yang menyatakan berapa beda tegangan maksimum yang dapat ditahan antara dua kaki transistor.
Transistor dwi kutub dibuat dengan menggunakan semi konduktor ekstrinsik jenis p dan jenis n . ketiga bagian transistor disebut emitor , basis, dan kolektor. Masing-masing bagian transistor akan dihubungkan keluar transistor dengan menggunakan konduktor sebagai kaki transistor . pada transistor dwikutub sambungan p-n antara emitor dan basis diberi panjar maju sehingga arus mengalir dri emitor ke basis. Panjar (inggris ; bias) adalah tegangan dan arus dc yang harus lebih dulu dipasang agar rangkaian transistor bekerja.
Nyatalah muatan mayoritas yang dikeluarkan oleh emitor bertumpu dibasis, dan ditmpung oleh kolektor , emitor berasal dari kata ‘emiter’ yang berarti pengeluar. Basis berasal dari kata Inggris ‘base’ yang berarti tumpuan atau landasan , dan kolektor berasal dari kata ‘collector’ yang berarti pengumpul.
Kerja transistor berdasarkan kepekaan arus yang alirkan oleh emitor (pengeluaran) oleh beda tegangan antara emitor dan basis .jika tegangan emitor naik sedikit sehingga beda tegangan basis emitor naik sedikit, arus yang dikeluarkan oleh emitor akan akan berubah banyak. Arus ini dikumpulkan oleh kolektor yang diberi panjar mundur oleh V sehingga arus tak dapat membalik dari kolektor ke basis.
(Sutrisno)

3. ALAT/BAHAN YANG DIPERLUKAN
NAMA ALAT/BAHAN JUMLAH
Transistor 2 SD 438 1
Hambatan tetap 100
1
Hambatan tetap 10
2
Jembatan penghubung 8
Papan rangkaian 1
Saklar 1 kutub 1
Pemegang lampu 2
Bola lampu 2
Kabel penghubung merah 3
Kabel penghubung hitam 3
Bola lampu 1
Catu daya 1
LDR 1



4. PERSIAPAN PERCOBAAN

a. Persiapkan peralatan / komponen sesuai dengan daftar alat / bahan
b. Buat rangkaian seperti pada gambar ini:
• 2 buah hambatan 10 dihubungakan parallel untuk memperoleh nilai hambatan 5
• Lampu 2 dipasang dengan arah membelangkangi LDR
c. Hubungkan catu-daya ke sumber tegangan PLN ( alat masih dalam keadaan mati / off)
d. Pilih tegangan keluaran catu-daya 6V DC
e. Hubungkan rangkaian ke catu –daya ( gunakan kabel penghubung)
f. Periksa kembali rangkaian

Langkah-langkah percobaan :
a. Dihidupkan catu-daya (on), kemudian tutup saklar ( posisi 1) serta matikan lampu 2 dan 1. Catat hasil pengamatan
b. Dibuka saklar S ( posisi 0), putar lampu 2 menghadap LDR
c. Ditutup saklar S (posisi 1) dan amati lampu 2 dan 1, catat hasil pengamatan ke dalam tabel hasil pengamatan.
d. Dibuka saklar S ( posisi 0) dan matikan catu-daya (off).
e. Ditukarkan tempatnya :
• LDR dengan kedua hambatan
• Lampu 2 dengan jembatan penghubung A
f. Dilakukan langkah a sampai d dan catat hasilnya kedalam tabel pengamatan

5. HASIL PENGAMATAN


NO LAMPU 2 LAMPU 1
Membelakangi LDR Menghadap LDR PADAM MENYALA
1 √ √
√ √
2 √ √
√ √


b. Pembahasan
Pada waktu melakukan percobaan 1 tentang rangkaian transistor 1 ini terdapat sedikit hambatan yaitu pada alat yang digunakan ada sedikit kerusakan, selain itu tedapat juga sedikit kesalahan yang disebabkan oleh praktikan yang agak bingung, karena praktikan belum mengerti tentang rangkaian transistor tersebut.
Setelah semua alat dirangkai maka percobaan mulai dilakukan. Dari langkah percobaan 1, saat catu daya dihidupkan, saklar ditutup (posisi 1) kedua lampu menyala semua, letak lampu 2 yaitu membelakangi LDR. Dan jika skalar dibuka /dimatikan maka kedua lampu tersebut juga padam. Pada langkah percobaan ke 2 ketika lampu 2 menghadap LDR, dan skalar dibuka (posisi 0) maka lampu 2 padam semua.
Untuk langkah percobaan ke 3 skalar ditutup (posisi 1) maka lampu 2 dan 1 akan menyala. Pada percobaan ke 4 ketika skalar dibuka (posisi 0) dan catu daya dimatikan (off) maka kedua lampu tersebut akan padam. Untuk langkah yang terakhir ketika LDR dengan kedua hambatan tersebut ditukar tempatnya, maka lampu akan tetap menyala semua. Sedangkan ketika lampu 2 ditukarkan tempatnya dengan jembatan penghubung A, hanya lampu 1 yang menyala. Jadi, letak LDR itu sangat mempengaruhi menyala atau tidaknya lampu, dan letak LDR jika ditukar dengan jembatan penghubung.

c. Jawaban pertanyaan
Apa yang terjadi bila lampu 1 diganti dengan bel listrik atau maotor listrik yang sesuai daya dan tegangannya?
Yang terjadi bila lampu 1 diganti dengan bel listrik atau motor listrik yang sesuai daya dan tegangannya adalah bel listrik atau motor listrik itu akan itu akan berbunyi (menyala) karena adanya energi yang diubah menjadi energi panas (melalui tumbukan antara elektron-elektron dan atom-atom yang bergerak pada kawat), yang menyebabkan temperatur kawat menjadi sedemikian tinggi hingga bersinar dan karena adanya arus bolak-balik.

KESIMPULAN DAN SARAN

A. KESIMPULAN
a. Transistor adalah suatu komponen aktif yang dibuat dari bahan semikonduktor.
b. Untuk transformator dengan lilitan pada bagian primer dan lilitan pada bagian sekunder, tegangan pada kumparan sekunder dihubungkan dengan ggl pada kumparan primer oleh :
ggl
c. Letak LDR itu sangat mempengaruhi menyala atau tidaknya lampu, dan juga letak LDR jika ditukar dengan jembatan penghubung.
d. Catu-daya apabila tidak dihidupkan, walaupun saklar dibuka/dimatikan lampu tidak akan menyala.
e. Resistor ada 2, yaitu:
Resistor seri
Dua atau lebih resistor yang dihubungkan secara seri sehingga memiliki muatan yang sama yang mengalir melalui keduanya.
Resistor paralel
Dua resistor atau lebih yang dihubungkan secara paralel sehingga memiliki beda potensial yang sama antara keduanya.
f. Cahaya filamen kawat tipis dalam bola lampu disebabkan oleh arus listrik yang melewatinya

B. SARAN
Hendaknya sebelum melakukan praktikum alat-alatnya diperiksa terlebih dahulu agar praktikum dapat berjalan dengan lancar.


DAFTAR PUSTAKA


Giancolli. 2001. FISIKA EDISI KELIMA JILID 2. Jakarta : Erlangga
Soedjana. 2001. PENGUKURAN DAN ALAT-ALAT UKUR LISTRIK. Jakarta : PT. PRADNYA PARAMITA
Sutrisno. 1986. ELEKTRONIKA : Teori Dasar dan Penerapannya Jilid 1. Bandung : ITB
Tipler. 2001. FISIKA UNTUK SAINS DAN TEKNIK JILID 2 EDISI KELIMA. Jakarta : Erlangga.

1. TUJUAN
Mengamati Bentuk Tegangan Yang Dihasilkan Oleh Penyearah Arus Setengah Gelombang.

2 .LANDASAN TEORI
Karena sifat dioda yang hanya menyearahkan arus pada satu arah tegangan positif saja, maka dioda dapat dirangkai sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan arus searah. Rangkaian penyearah setengah gelombang merupakan penyearah hasil pada bagian positif, yaitu setengah panjang gelombang, dari tegangan bolak-balik sebagai sumbernya. Untuk mengurangi besarnya tegangan yang sampai ke dioda digunakan trafo yang kumparan primernya dapat langsung dihubungkan ke jala-jala listrik. Pada saat arus bolak-balik mengalir positif pada setengah panjang gelombang pertama sesuai dengan arah panah dioda, dioda akan mengalirkan arus. Pada saat arus bolak-balik mengalir negatif pada setengah panjang gelombang berikutnya, berlawanan dengan arah dioda, dioda tidak melewatkan arus.
(Paul Tipler, 2001. Halaman: 13-14)

Salah satu rangkaian dasar elektonika adalah rangkaian penyearah. Rangkaian ini terdiri dari satu atau beberapa dioda. Dioda merupakan komponen elektronika yang paling seerhana, yang tersusun dari dua jenis semi konduktor. Yaitu semikonduktor jenis-n dan semikonduktor jenis-p.
Rangkaian penyearah setengah gelombang artinya hasil penyearah hanya pada bagian positif, yaitu setengah panjang gelombang, dari tegangan bolak-balik sebagai sumbernya. Gambar penyearah setengah gelombang dengan dioda ideal

Yang menjadi dasar dari penyearah adalah sifat diode yang hanya menyearahkan arus pada satu arah tegangan (arah maju) saja, sedangkan pada arah yang berlawanan (arah mundur) yang dilewati sangat kecil dan diabaikan. Karena sifat dioda yang hanya menyearahkan arus pada satu arah tegangan positif saja, maka dioda dapat dirangkaikan sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan arus searah.
Untuk mengurangi besarnya tegangan yang sampai ke diode digunan trafo, yang kumparan primernya dapat langsung dihubungkan kejala-jala listrik. Jumlah lilitan kumparan kedua harus dihitung sedemikian rupa sehingga tegangan sekundernya masih dalam batas tegangan diode yang diperkenankan.

Rangkaian penyearah setengah gelombang artinya hasil penyearahan hanya pada bagian positif, yaitu setengah panjang gelombang, dari tegangan bolak-balik sebagai sumbernya. Untuk mengurangi besarnya tegangan yang sampai ke diode digunakan trafo, yang kumparan primernya dapat langsung dihubungkan ke jala-jala listrik. Jumlah lilitan kumparan kedua harus dihitung sedemikian rupa sehingga tegangan sekundernya masih dalam batas tegangan diode yang diperkenankan. Pada saat arus bolak-balik mengalir positif pada setengah panjang gelombang pertama, sesuai dengan arah panah diode, diode akan mengalirkan arus. Pada saat arus bolak-balik mengalir negative pada setengah panjang gelombang berikutnya, berlawanan dengan arah diode, diode tidak melewatkan arus.

Walaupun arus bolak-balik sudah tersedia, arus searah sering dibutuhkan untuk memberi daya pada radio, atau kalkulator. Piranti ini sering dilengkapi dengan baterai dan dengan pengkonversi ac-dc untuk menghemat baterai apabila tersedia daya ac. Pengkonversi ini terdiri atas transformator untuk menurunkan tegangan dari 120 V ke tegangan yang dibutuhkan (biasanya 9 V) dan rangkaian untuk mengkonversi ac menjadi dc. Proses konversi arus bolak-balik menjadi arus searah disebut penyearahan. Elemen dasar dalam penyearahan ini adalah dioda. Dioda pertama, yang dikembangkan oleh John Fleming pada tahun 1904, berupa tabung vakum yang berisi dua elemen. Katoda yang memancarkan electron dan anoda yang disebut plat, berfungsi mengumpulkan electron yang dipancarkan. Ciri penting dioda ialah bahwa dioda ini mengkonduksi arus dalam satu arah dan tidak dalam arah lain. Sebagian besar dioda yang digunakan sekarang merupakan piranti semikonduktor. Lambang untuk dioda sebagai elemen rangkaian ialah . Tanda panah ini memperlihatkan arah arus yang dilewatkan melalui dioda tersebut.

Gambar tersebut menunjukkan dioda tabung vakum. Apabila katoda nya dipanaskan, (oleh elemen pemanas dalam rangkaian terpisah), katoda ini akan memancarkan elektron, suatu proses yang disebut pemancaran termionik yang ditemukan oleh Thomas Edison pada tahun 1883. Jika platnya berada pada potensial yang lebih tinggi daripada katoda, plat ini akan menarik electron dan tabung ini mengkonduksikan arus. Arus ini disebut arus plat. Jika platnya berada pada potensial yang lebih rendah daripada katodanya, electron akan ditolak dan tidak ada arus yang melalui vakum ini.

Gambar a menunjukkan rangkaian sederhana yang berisi generator, dioda dan tahanan. Arus dalam tahanannya ditunjukkan pada gambar b. Dioda ini dikatakan sebagai penyearah setengah gelombang karena arus mengalir dalam tahanan hanya untuk setengah dari setiap siklus pembangkitnya.
(Sutrisno. 1986. Halaman: 25-26)
Arus searah (DC) yaitu tegangan bernilai konstan dan arus juga konstan. Arus bolak-balik (AC) apabila tegangan pada kedua terminal, dari positif ke negatif dan sebaliknya, arus secara terus-menerus juga akan mengalami perubahan arah aliran.
Arus bolak-balik:
-Amplitudo : Nilai maksimum arus , dalam satuan amp.
-Periode :Waktu yang dibutuhkan gelombang arus untuk menyelesaikan satu siklus, dari positif kembali ke positif lagi.
-Bentuk gelombang : Bentuk Grafik Arus.
(Owen Bishop,2002. Halaman: 16-17)
Salah satu penggunaan dioda didasarkan pada kemampuan dioda untuk menghantarkan arus hanya ke satu arah. Dimana arah arus AC dari trafo sedangkan DC ke beban. Arus listrik yang diberikan ke rangkaian adalah arus bolak balik yang dihasilkan untuk sebuah trafo. Untuk jalur yang dilalui arus AC selama setengah siklus positifnya. Dioda diberi bias maju sehingga dapat menghantarkan arus. Arus mengalir melewati dioda ke beban. Sebuah rangkaian yang mampu mengkonversikan tegangan AC menjadi DC disebut sebagai rangkaian penyearah. Rangkaian penyearah setengah gelombang hanya menghasilkan arus output dari setengah siklus positif input.
Perbandingan tegangan input AC dan tegangan output DC :
-Tidak terdapat output selama setengah siklus negatif, setengah dari daya input terbuang secara sia-sia.
-Amplitudo output lebih kecil dibandingkan dengan amplitudo input. Hal ini disebabkan timbulnya jatuh tegangan maju pada dioda.
(Barry Woollard, 2003. Halaman: 35-36)

3. ALAT DAN BAHAN
No NAMA ALAT / BAHAN JUMLAH
1 Hambatan tetap 470
1
2 Dioda IN4002 1
3 Papan rangkaian 1
4 Jembatan penghubung 7
5 Saklar 1 kutub 1
6 Kabel penghubung merah 2
7 Kabel penghubung hitam 2
8 Catu-daya 1
9 Osiloskop 1
10 Kapasitas 10000μF 1

4. PERSIAPAN DAN PERCOBAAN
a. Persiapkan peralatan / komponen sesuai dengan daftar alat dan bahan
b. Buat rangkaian seperti gambar diatas
• saklar pada posisi terbuka (posisi 0)
• osiloskop berfungsi untuk memperlihatkan bentuk tegangan listrik
c. Hubungkan osiloskop ke sumber tegangan PLN (alat masih dalam keadaan mati/ off)
• Atur kepekatan input vertikal pada posisi 2 atau 1 vol/div
• Atur sweep time pada posisi 5 ms/div
• Atur kepekatan probe pada poaiai 1 x
• Osiloskop dalam keadaan terkalibrasi
d. Hubungkan catu-daya kesumber tegangan PLN (alat masih dalam keadaan mati/off).
e. Pilih teganfan keluaran catu-daya 3V AC
f. Hubungkan rangkaian ke catu-daya (gunakan kabel penghubung).
g. Periksa kembali rangkaian
a) Langkah Percobaan
Adapun langkah-langkah percobaan ini meliputi:
a. Dihidupkan osiloskop dan tunggu beberapa saat hingga terlihat garis pada layar. Lakukan pengaturan secukupnya pada tombol posisi hingga garis berimpit dengan sumbu X. Jika garis terlihat tidak stasioner (berkedip), atur tombol sweep time hingga diperoleh garis stasioner.
b. Diatur saklar input pada posisi ground (GND)
c. Dihubungkan osiloskop kerangkaian pada titik A dan B (dengan menggunakan probe).
d. Dijidupkan catu-daya dan tutup saklar S, kemudian geser saklar input osiloskop pada posisi AC, amati dan gambarkan bentuk tegangan pada kolom hasil pengamatan
e. Dibuka saklar S (posisi 0) dan pindahkan hubungan osiloskop dengan rangkaian pada titik C dan D, kemudian geser saklar input osiloskop pada posisi DC.
f. Ditutup saklar S (posisi 1) kemudian amati dan gambarkan bentuk tegangan pada kolom hasil pengamatan.
g. Setelah selesai, dimatikan osiloskop dan catu-daya.


5. HASIL PENGAMATAN
a) Grafik Pengamatan

Bentuk grafik tegangan tanpa filter ( saklar terbuka)

Bentuk grafik tegangan dengan filter kapasitor ( saklar tertutup)
b) Pembahasan
Arus searah (DC) yaitu tegangan bernilai konstan dan arus juga konstan. Arus bolak-balik (AC) apabila tegangan pada kedua terminal, dari positif ke negatif dan sebaliknya, arus secara terus-menerus juga akan mengalami perubahan arah aliran.
Salah satu rangkaian dasar dalam elektronika adalah rangkaian penyearah. Rangkaian ini terdiri dari satu atau beberapa dioda. Dioda merupakan komponen elektronika yang paling sederhana, yang tersusun dari dua jenis semikonduktor, yaitu semikonduktor jenis-n dan jenis-p. Dioda terdahulu adalah dioda tabung.
Yang menjadi dasar dari penyearah adalah sifat dioda yang hanya menyearahkan arus pada satu arah tegangan (arah maju ) saja, sedang pada arah yang berlawanan (arah mundur) arus yang dilewatkan sangat kecil dan diabaikan
Karena sifat dioda yang hanya menyearahkan arus pada satu arah tegangan positif saja maka dioda dapat dirangkaikan sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan arus searah. Sesuai dengan sifat dioda diatas maka tegangan dioda tersebut mengakibatkan mengalirnya arus dioda yang kecil sekali sebesar (arus jenuh balik) yang diabaikan dan dianggap arus dioda tidak mengalir.
Salah satu penggunaan dioda didasarkan pada kemampuan dioda untuk menghantarkan arus hanya ke satu arah. Dimana arah arus AC dari trafo sedangkan DC ke beban. Arus listrik yang diberikan ke rangkaian adalah arus bolak balik yang dihasilkan untuk sebuah trafo. Untuk jalur yang dilalui arus AC selama setengah siklus positifnya. Dioda diberi bias maju sehingga dapat menghantarkan arus. Arus mengalir melewati dioda ke beban. Sebuah rangkaian yang mampu mengkonversikan tegangan AC menjadi DC disebut sebagai rangkaian penyearah. Rangkaian penyearah setengah gelombang hanya menghasilkan arus output dari setengah siklus positif input. Sedangkan pada saat osiloskop dihubungkan juga dengan dioda dimana arah dioda yaitu dari anoda ke katoda atau dari positif ke negatif sehingga aliran arus gelombang yang dihasilkan yaitu disekitar daerah positif karena dapat mengalirkan arus, tetapi setelah dioda dibalik arahnya atau dari katoda ke anoda dalam kata lain dari negatif ke positif maka gambar grafik untuk gelombang dihasilkan disekitar daerah negatif sehingga tidak ada arus yang mengalir.
Pada gambar grafik dapat terlihat bentuk tegangan tanpa filter (S terbuka) dimana dapat terlihat pada gambar grafik bentuk tegangan yang hampir rata dengan nilai amplitudo (tinggi grafik tegangan) yang tidak begitu besar hal ini dikarenakan belum ada tegangan yang mengalir dan ini merupakan bentuk grafik awal, sedangkan pada gambar grafik juga dapat dilihat bentuk tegangan dengan filter kapasitor (S tertutup) dengan bentuk tegangan yang hampir juga mendekati rata dengan nilai amplitudo (tinggi grafik tegangan) yang kecil sekali atau lebih kecil dari bentuk tegangan tanpa filter (S terbuka), dimana tegangan semakin kecil itupun dipengaruhi oleh kapasitor yang berfungsi sebagai tempat menyimpan besarnya tegangan yang dimiliki oleh sebuah rangkaian.

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Dari hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa:
1. Sifat dioda yang hanya menyearahkan arus pada satu arah tegangan positif saja maka dioda dapat dirangkaikan sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan arus searah.
2. Salah satu rangkaian dasar dalam elektronika adalah rangkaian penyearah. Rangkaian ini terdiri dari satu atau beberapa dioda.
3. Rangkaian dioda dapat meratakan arus pada rangkaian AC dan DC.
4. Sebuah rangkaian yang mampu mengkonversikan tegangan AC menjadi DC disebut sebagai rangkaian penyearah.
5. Rangkaian penyearah setengah gelombang merupakan penyearah hasil pada bagian positif, yaitu setengah panjang gelombang, dari tegangan bolak-balik sebagai sumbernya.
6. Dasar dari penyearah adalah sifat dioda yang hanya menyearahkan arus pada satu arah tegangan (arah maju ) saja, sedang pada arah yang berlawanan (arah mundur) arus yang dilewatkan sangat kecil dan diabaikan
7. Dimana arah arus AC dari trafo sedangkan DC ke beban. Arus listrik yang diberikan ke rangkaian adalah arus bolak balik yang dihasilkan untuk sebuah trafo.
8. Kapasitor berfungsi sebagai tempat menyimpan besarnya tegangan yang dimiliki oleh sebuah rangkaian, dan pada perata arus tanpa filter dan saklar terbuka didapat amplitudo tegangan gelombang besar. Sedangkan perata arus dengan filter kapasitor dan saklar tertutup didapat amplitudo tegangan mengecil
9. Dioda merupakan komponen elektronika yang paling sederhana, yang tersusun dari dua jenis semikonduktor, yaitu semikonduktor jenis-n dan jenis-p. Dioda terdahulu adalah dioda tabung.
Saran
Sebaiknya alat-alat yang akan digunakan hendaknya diperiksa dan dipersiapkan terlebih dahulu sehingga pada waktu pemakaian tidak terjadi kerusakan dan sebaiknya baik para praktikan maupun asisten sebaiknya sebelum melakukan praktikum harus memahami dan membaca dulu buku petunjuk praktikum agar tidak terjadi kesalahan pada penggunaan alat dan pada proses praktikum berlangsung.

DAFTAR PUSTAKA

Bishop, Owen. 2002. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta: Erlangga.
Sutanto. 1994. Rangkaian Elektronika (analog).Jakarta: UI.
Sutrisno. 1986. Elektronika Teori dasar dan penerapannya. Bandung : ITB.
Tipler, Paul A. 2001. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga.
Woollard, Barry. 2003. Elektronika Praktis. Jakarta: PT Anem Kosong Anem.

1. TUJUAN PERCOBAAN
Mengamati bentuk tegangan yang dihasilkan oleh penyearah arus setengah gelombang.

2. LANDASAN TEORI
Sifat dioda hanya menyearahkan arus pada satu arah tegangan positif saja, maka bila sumber arus pada dioda diganti dengan arus bolak-balik, maka rangkaian penyearah dengan satu dioda salah satunya menghasilkan penyearahan setengah gelombang (periode) dan selebihnya menghasilkan penyearahan gelombang penuh.
Aplikasi umum dari dioda berupa aplikasi dalam rangkaian penyearah setengah gelombang. Dalam rangkaian penyearah setengah gelombang, hasil penyearah hanya pada bagian positif yaitu setengah dari panjang gelombang, dari tegangan bolak-balik sebagai sumbernya.
Pada saat arus bolak-balik mengalir positif pada setengah panjang gelombang pertama, sesuai dengan panah dioda, dioda akan mengalirkan arus. Pada saat arus bolak-balik mengalir negatif pada setengah panjang gelombang berikutnya, berlawanan dengan arah dioda, dioda tidak melewatkan arus.
Diasumsikan bahwa sumber tegangannya atau resistansi dalamnya sangat rendah bila dibandingkan sehingga menghasilkan:

Dikarenakan dioda tersebut nonlinear, maka persamaan di atas merupakan persamaan nonlinear dan dengan cara grafis dapat didekati dengan dua rangkaian linear, yang biasanya berupa penyajian untuk mendapat dioda bias maju dan bias balik.
(Wollard, Barry : 2003)
Keluaran arus yang hanya setengah panjang gelombang ini sudah tentu tidak efisien, karena daya dari setengah gelombang yang lain tidak dimanfaatkan. Maka setengah gelombang yang lain harus disearahkan pula.
Rangkaian penyearah setengah lingkaran artinya hasil penyearah hanya pada bagian positif, yaitu setengah panjang gelombang dari tegangan bolak-balik sebagai sumbernya.untuk mengurangi besarnya tegangan yang sampai kediode digunakan trafo, yang kumparan primernya dapat langsung dihubungkan kejala-jala listrik. Jumlah lilitan kumparan kedua harus dihitung sedemikian rupa sehingga tegangan sekundernya masih dalam bata stegangan diode yang diperkenankan.

Rangkaian penyearah setengah gelombang artinya hasil penyearah hanya pada bagian positif, yaitu setengah panjang gelombang, dari tegangan bolak-balik sebagai sumbernya.
Dioda merupakan komponen elektronika yang paling sederhana, yang tersusun dari dua jenis semikonduktor, yaitu semikonduktor jenis-n dan jenis-p (Sutanto,1994)

Walaupun arus bolak-balik sudah tersedia, arus searah sering dibutuhkan untuk memberi daya pada radio, atau kalkulator. Piranti ini sering dilengkapi dengan baterai dan dengan pengkonversi ac-dc untuk menghemat baterai apabila tersedia daya ac. Pengkonversi ini terdiri atas transformator untuk menurunkan tegangan dari 120 V ke tegangan yang dibutuhkan (biasanya 9 V) dan rangkaian untuk mengkonversi ac menjadi dc. Proses konversi arus bolak-balik menjadi arus searah disebut penyearahan. Elemen dasar dalam penyearahan ini adalah dioda. Dioda pertama, yang dikembangkan oleh John Fleming pada tahun 1904, berupa tabung vakum yang berisi dua elemen. Katoda yang memancarkan electron dan anoda yang disebut plat, berfungsi mengumpulkan electron yang dipancarkan. Ciri penting dioda ialah bahwa dioda ini mengkonduksi arus dalam satu arah dan tidak dalam arah lain. Sebagian besar dioda yang digunakan sekarang merupakan piranti semikonduktor.
(Sutrisno 1986)
Pada saat arus bolak balik mengalir positif pada setengah panjang gelombang pertama, sesuai dengan arah panah dioda, dioda akan mengalir arus. Pada saat arus bolak balik mengalir negative pada setengah panjang gelombang berikutnya, berlawanan dengan arah diode, diode tidak melewatkan arus.
Keluaran arus yang hanya setengah panjang gelombang ini sudah tentu tidak efisien, karena daya dari setengah gelombang yang lain tidak dapat dimanfaatkan untuk keperluan si pemakai. Setengah gelombang yang lain dengn demikian harus disearah pula. Hal ini dapat dilakukan dengan menambah satu diode lain, yang membentuk rangkaian penyearah gelombang penuh seperti berikut.

3. ALAT/BAHAN YANG DIPERLUKAN

No Nama Alat/Bahan Jumlah
1 Hambatan tetap
1
2 Dioda IN4002 1
3 Papan rangkaian 1
4 Jembatan penghubung 2
5 Saklar 1 tutup 1
6 Kabel penghubung merah 2
7 Kabel penghubung hitam 2
8 Catudaya 1
9 Osiloskop 1


4. PERSIAPAN PERCOBAAN

a. Persiapkan peralatan / komponen sesuai dengan daftar alat dan bahan
b. Buat rangkaian seperti gambar diatas
• Saklar pada posisi terbuka (posisi 0)
• Osilatoskop berfungsi untuk memperlihatkan bentuk tegangan listrik
c. Hubungkan osiloskop ke sumber tegangan PLN (alat masih dalam keadaan mati/ off)
• Atur kepekatan input vertical pada posisi 2 atau 1 vol/div
• Atur sweep time pada posisi 5 ms/div
• Atur kepekatan probe pada poaiai 1 x
• Osiloskop dalam keadaan terkalibrasi
d. Hubungkan catu-daya kesumber tegangan PLN (alat masih dalam keadaan mati/off).
e. Pilih teganfan keluaran catu-daya 3V AC
f. Hubungkan rangkaian ke catu-daya (gunakan kabel penghubung).
g. Periksa kembali rangkaian

Langkah-langkah percobaan:
a. Dihidupkan osiloskop dan tunggu beberapa saat hingga terlihat garis pada layar. Hubungkan pengaturan secukupnya pada tombol posisi hingga garis berimpit dengan sumbu X. jika garis terlihat tidak stasioner (berkedip), atur tombol sweep time hingga diperoleh garis stasioner.
b. Diatur saklar input pada posisi ground (GND)
c. Dihubungkan osiloskop kerangkaian pada titik A dan B (dengan menggunakan probe).
d. Dihidupkan catu-daya dan tutup saklar S, kemudian geserr saklar input osiloskop pada posisi AC, amati dan gambarkan bentuk tegangan pada kolom hasil pengamatan
e. Saklar dibuka S (posisi 0) dan pindahkan hubungan osiloskop dengan rangkaian pada titik C dan D, kemudian geser saklar input osiloskop pada posisi DC.
f. Saklar ditutup S (posisi 1) kemudian amati dan gambarkan bentuk tegangan pada kolom hasil pengamatan.
g. Saklar di buka S (posisi 0) dan putar (balikkan) arah dioda, kemudian lakukan kembali langkah f.
h. Setelah selesai, osiloskop dimatikan dan catu-daya.

5. HASIL PENGAMATAN
a. Data Hasil Pengamatan

Bentuk tegangan antara titik A dan B Bentuk tegangan antara titik C dan D Bentuk tegangan antara titik C dan D setelah dioda dibalik










b. Pembahasan
Pada percobaan ini telah kita meneliti tentang bentuk tegangan yakni antara titik A dan B, antara titik C dan D, serta antara titik C dan D setelah dioda dibalik. Sesuai dengan hasil pengamatan pada saat dioda searah pada rangkaian maka diperoleh bentuk pada layar osiloskop yakni antara titik A dan B terlihat bentuk gelombang sumber bolak balik, antara titik C dan D terlihat bentuk gelombang pada beban RL (setengah periode) dan terakhir untuk bentuk gelombang pada saat dioda dibalik didapat bentuk gelombang yang sama dengan tegangan pada posisi C dan D namun posisinya terbalik atau kearah negative.

Salah satu rangkaian dasar dalam elektronika adalah rangkaian penyearah. Rangkaian ini terdiri dari satu aau beberapa dioda. Dioda merupakan komponen elektronika yang paling sederhana, yang tersusun dari dua jenis semikonduktor, yaitu semikonduktor jenis-n dan jenis-p. Dioda terdahulu adalah dioda tabung.

Yang menjadi dasar dari penyearah adalah sifat dioda yang hanya menyearahkan arus pada satu arah tegangan (arah maju ) saja, sedang pada arah yang berlawanan (arah mundur) arus yang dilewatkan sangat kecil dan diabaikan. Sifat dioda tersebut secara ringkas dapat dinyatakan dalam persamaan dioda sebagai berikut :

Dimana = arus dioda
= arus jenuh balik
= tegangan dioda
= konstanta Boltzman
= temperatur absolut
Dari persamaan diatas terlihat bahwa arus dioda secara eksponensisal naik dengan naiknnya tegangan dioda pada arah maju (tegangan dioda positif). Sedangkan pada arah tegangan sebaliknya (arah balik) atau pada tegangan dioda negative, besar arus dioda akan mendekati arus jenuh balik , yang harganya amat kecil dan diabaikan. Dengan singkat dapat dikatakan arus dioda hanya muncul pad tegangan dioda positif saja.

Dioda biasanya diberi symbol seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini. Simbol tersebut terdiri dari panah yang arahnya menunjukkan arah tegangan positif, atau ke arah mana arus dapat mengalir dan arah garis tegak-lurus yang menunjukkan arus tertahan pada arah masuk ke dioda.

DIODA SEBAGAI PENYEARAH
Karena sifat dioda yang hanya menyearahkan arus pada satu arah tegangan positif saja maka dioda dapat dirangkaikan sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan arus searah. Untuk itu kita lihat rangkaian di bawah ini. Pada gambar a bahwa dioda dicatu oleh suatu baterai yang pada dioda mengakibatkan tegangan dioda yang positif (tegangan arah maju). Sesuai dengan sifat dioda diatas maka tegangan dioda tersebut mengakibatkan mengalirnya arus dioda yang kecil sekali sebesar (arus jenuh balik) yang diabaikan dan dianggap arus dioda tidak mengalir.

Apa yang terjadi kalau baterai diganti dengan sumber arus bolak-balik? Dibawah ini ditunjukkan cara menggunakan dioda untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah. Mula-mula ditunjukkan rangkaian penyearah dengan satu dioda yang menghasilkan penyearah setengah periode.

RANGKAIAN PENYEARAH SETENGAH GELOMBANG
Berikut ini ditunjukkan rangkaian penyearah setengah gelombang. Artinya hasil penyearahan hanya pada bagian positif, yaitu setengah panjang gelombang, dari tegangan bolak-balik sebagai sumbernya.

Untuk mengurangi besarnya tegangan yang sampai ke dioda digunakan trafo, yang kumparan primernya dapat langsung dihubungkan ke jala-jala listrik. Jumlah lilitan kumparan kedua harus dihitung sedemikian rupa sehingga tegangan sekundernya masih dalam batas tegangan dioda yang diperkenankan.

Pada saat arus bolak-balik mengalir positif pada setengah panjang gelombang pertama, sesuai dengan arah panah dioda, dioda akan mengalirkan arus. Pada saat arus bolak-balik mengalir negative pada setenah panjang gelombang berikutnya, berlawanan dengan arah dioda,dioda tidak melewatkan arus.

Rangkaian penyearah setengah gelombang ditunjukkan oleh gambar dibawah ini. Gambar kiri atas ada arus dioda kalau positif, yaitu pada setengah gelombnag pertama. Gambar kanan atas tidak ada arus dioda kalau negative, yaitu pada setengah gelombang berikutnya. Gambar kiri bawah bentuk gelombang arus bolak-balik dalam kumparan primer. Gambar kanan bawah bentuk gelombang keluaran yang muncul dalam tahanan beban . Gelombang searah keluaran ini muncul hanya pada setiap setengah panjang gelombang, karena itu dinamakan penyearah setengah gelombang.

Keluaran arus yang hanya setengah gelombang ini sudah tentu tidak efisien, karena daya dari setengah gelombang yang lain tidak dapat dimanfaatkan untuk keperluan si pemakai. Setengah gelombnag yang lain dengan demikian harus disearahkan pula. Hal ini dapat dilakukan dengan menambah satu dioda lain, yang membentuk rangkaian penyearah gelombang penuh.

MENGHALUSKAN KELUARAN PENYEARAH
Keluaran penyearah seperti diatas kurang memberikan hasil yang diharapkan, karena arus searah yang dihasilkan masih bergelombang tidak rata. Arus searah yang tidak rata demikian dapat mengakibatkan misalnya penerimaan radio yang bergetar, tidak enak didengar.

Untuk mendapatkan hasil penyearahan yang lebih halus, digunakan sifat kapasitor yang sementara menimbun muatan. Muatan tertimbun ini akan berangsur-angsur dikeluarkan lagi kalau potensial diluar lebih rendah. Rangkaian peyearah jembatan berikut dilengkapi dengan dua kapasitor.

Pada saat arus yang lewat dan naik, muatan listrik ditimbun dalam kapasitor . Pada saat arus mulai turun dan lebih rendah dari muatan dalam kapasitor, muatan dari kapasitor mulai mengalir keluar dan menambah besar arud dioda , sehingga arus dioda tersebut tidak turun mendadak, tetapi secara berangsur. Hal ini berlangsung sampai arus mulai naik lagi. Sehingga hasilnya bentuk gelombang yang lebih rata dibandingkan dengan bentuk gelombang tanpa kapasitor.

Ketidakrataan arus keluaran dari penyearah dinilai dengan factor ripple (kerutan), yang diukur dari persenbedaan amplitude terbesar dan amplitude terkecil relative terhadap amplitude terbesar.





KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Pada saat arus bolak balik mengalir positif pada setengah panjang gelombang pertama. Pada saat arus bolak balik mengalir negative pada setengah panjang gelombang berikutnya, berlawanan dengan arah diode, dan diode tidak melewatkan arus.
Sifat dioda hanya menyearahkan arus pada satu arah tegangan positif saja, maka bila sumber arus pada dioda diganti dengan arus bolak-balik, maka rangkaian penyearah dengan satu dioda salah satunya menghasilkan penyearahan setengah gelombang (periode) dan selebihnya menghasilkan penyearahan gelombang penuh.
Dalam rangkaian penyearah setengah gelombang, hasil penyearah hanya pada bagian positif yaitu setengah dari panjang gelombang, dari tegangan bolak-balik sebagai sumbernya.
Pada saat arus bolak-balik mengalir positif pada setengah panjang gelombang pertama, sesuai dengan panah dioda, dioda akan mengalirkan arus. Keluaran arus yang hanya setengah panjang gelombang ini sudah tentu tidak efisien, karena daya dari setengah gelombang yang lain tidak dimanfaatkan. Maka setengah gelombang yang lain harus disearahkan pula.

Saran
Sebaiknya keterbatasan alat-alat yang dibutuhkan saat percobaannya hendaknya dapat segera ditanggulangi supaya kegiatan pratikum dapat berlangsung sebagaimana mestinya.

DAFTAR PUSTAKA

Sutanto. 1994. Rangtkaian Elektronika. Jakarta : UI-Press
Sutrisno. 1986. Elektronika. ITB : Bandung
Woollard, Barry. 2003. Elektronika Praktis. Jakarta : PT. Anem Kosong Anem

1. TUJUAN
Mengamati bentuk tegangan yang dihasilkan oleh penyearah arus gelombang penuh.
2. ALAT DAN BAHAN

No Nama Alat/Bahan Jumlah
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9. Hambatan tetap 470 Ω
Dioda IN4002
Papan rangkaian
Jembatan penghubung
Saklar 1 kutub
Kabel penghubung merah
Kabel penghubung hitam
Catu Daya
Osiloskop 1
4
1
5
1
1
1
1
1


3. TINJAUAN PUSTAKA

Dalam rangkaian berikut kedua arah “bolak-balik” arus masukan dapat disearahkan. Untuk itu di tengah-tengah kumparan sekunder arusnya disadap dan dihubungkan ke tahanan beban RL. Ujung RL yang lain di hubungkan ke kedua diode seperti pada gambar. Diode D! menyearahkan arus “bolak”, yang arahnya positif relative terhadap D1 (atau berarti negative relative terhadap D2), pada setengah panjang gelombang pertama. Hasil arus yang telah disearahkan adalah ID1. Diode 2 menyearahkan arus “balik”, yang arahnya positif terhadap D2, pada setengah panjang gelombang berikutnya. Hasil arus yang telah disearahkan adalah ID2.
( Sutrisno, 1986)

Kedua arus yang telah disearahkan ID1 dan ID2 melewati tahanan beban RL membentuk arus searah total IRL, yang telah penuh merupakan hasil penyearahan dari seluruh panjang gelombang. Karena itu rangkaian ini dinamakan penyearah gelombang penuh.
( Paul A Tipler, 2001)

Penyearah ini lebih mahal, karena terdiri dari dua diode, namun lebih efisien dalam penyearahan, karena seluruh panjang gelombang telah disearahkan. Hasil yang sama dapat pula diperoleh dengan rangkaian jembatan.
( Sutanto, 1994)

4. PERSIAPAN PERCOBAAN









a) Dipersiapkan peralatan/komponen sesuai dengan daftar alat dan bahan
b) Dibuat rangkaian seperti pada gambar
Saklar pada posisi terbuka
Osiloskop berfungsi untuk memperlihatkan banyak tegangan listrik
c) Dihubungkan osiloskop ke sumber tegangan PLN (alat masih dalam keadaan mati/off)
Diatur kepekaan input vertical pada posisi 2 atau 1 vol/div
Diatur sweep time pada posisi 5 ms/div
Diatur kepekaan probe pada posisi 1 kali
Osiloskop dalam keadaan terkalibrasi.
d) Dihubungkan catu-daya ke sumber tegangan PLN (alat masih dalam keadaan mati/off)
e) Pilih tegangan keluaran catu-daya 3V AC
f) Dihubungkan rangkaian ke catu-daya (gunakan kabel penghubung)
g) Diperiksa kembali rangkaian.

5. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN

a) Dihidupkan osiloskop dan ditunggu beberapa saat hingga telihat garis pada layar. Dilakukan pengaturan secukupnya pada tombol posisi hingga garis berimpit dengan sumbu X. Jika garis terlihat tidak stasioner (berkedip), diatur tombol sweep time hingga diperoleh garis stasioner.
b) Diatur saklar input pada posisi ground (GND)
c) Dihubungkan osiloskop kerangkaian pada titik A dan B (dengan menggunakna probe).
d) Dihidupkan catu-daya dan ditutup saklar S, kemudian digeser saklar input osiloskop pada posisi AC, diamati dan digambarkan bentuk tegangan pada kolom hasil pengamatan.
e) Dibuka saklar S (posisi 0) dan dipindahkan hubungan osiloskop dengan rangkaian pada titik C dan D, kemudian digeser saklar input osiloskop pada posisi DC.
f) Ditutup saklar S (posisi 1) kemudian diamati dan digambarkan bentuk tegangan pada kolom hasil pengamatan
g) Setelah selesai, dimatikan osiloskop dan catu daya.

6. HASIL PENGAMATAN
a. Hasil Percobaan
Bentuk tegangan antara titik A dan B Bentuk tegangan antara titik C dan D





b. Pembahasan

Pada percobaan ini digunakan 4 diode, sementara pada landasan teori sebenarnya kita dapat menggunakan cukup 2 diode saja. Meski begitu, keduanya tetap memiliki fungsi sebagai penyearah arus gelombang penuh. Gambar pertama menunjukkan hasil penyearahan arus gelombang penuh dimana arus bolak balik diubah menjadi searah sehingga grafik sinusoidalnya menjadi setengah gelombang-setengah gelombang yang rapat.
Yang menjadi dasar dari penyearah adalah sifat dioda yang hanya menyearahkan arus pada satu arah tegangan (arah maju ) saja, sedang pada arah yang berlawanan (arah mundur) arus yang dilewatkan sangat kecil dan diabaikan. Sifat dioda tersebut secara ringkas dapat dinyatakan dalam persamaan dioda sebagai berikut :

Dimana = arus dioda
= arus jenuh balik
= tegangan dioda
= konstanta Boltzman
= temperatur absolut
Karena sifat dioda yang hanya menyearahkan arus pada satu arah tegangan positif saja maka dioda dapat dirangkaikan sedemikian rupa sehingga dapat menghasilkan arus searah. Untuk itu kita lihat rangkaian di bawah ini. Pada gambar a bahwa dioda dicatu oleh suatu baterai yang pada dioda mengakibatkan tegangan dioda yang positif (tegangan arah maju). Sesuai dengan sifat dioda diatas maka tegangan dioda tersebut mengakibatkan mengalirnya arus dioda yang kecil sekali sebesar (arus jenuh balik) yang diabaikan dan dianggap arus dioda tidak mengalir.

Apa yang terjadi kalau baterai diganti dengan sumber arus bolak-balik? Dibawah ini ditunjukkan cara menggunakan dioda untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah. Mula-mula ditunjukkan rangkaian penyearah dengan satu dioda yang menghasilkan penyearah setengah periode.

Walaupun arus bolak-balik sudah tersedia, arus searah sering dibutuhkan untuk memberi daya pada radio, atau kalkulator. Piranti ini sering dilengkapi dengan baterai dan dengan pengkonversi ac-dc untuk menghemat baterai apabila tersedia daya ac. Pengkonversi ini terdiri atas transformator untuk menurunkan tegangan dari 120 V ke tegangan yang dibutuhkan (biasanya 9 V) dan rangkaian untuk mengkonversi ac menjadi dc. Proses konversi arus bolak-balik menjadi arus searah disebut penyearahan. Elemen dasar dalam penyearahan ini adalah dioda. Dioda pertama, yang dikembangkan oleh John Fleming pada tahun 1904, berupa tabung vakum yang berisi dua elemen. Katoda yang memancarkan electron dan anoda yang disebut plat, berfungsi mengumpulkan electron yang dipancarkan. Ciri penting dioda ialah bahwa dioda ini mengkonduksi arus dalam satu arah dan tidak dalam arah lain. Sebagian besar dioda yang digunakan sekarang merupakan piranti semikonduktor. Lambang untuk dioda sebagai elemen rangkaian ialah . Tanda panah ini memperlihatkan arah arus yang dilewatkan melalui dioda tersebut.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan
a) Penyearah arus gelombang penuh adalah penyearah arus yang menggunakan lebih dari satu dioda sehingga keluaran yang dihasilkan adalah bentuk gelombang penuh, dimana pada tegangan dioda positif arus dioda mengalir, dan pada tegangan negative arus dioda juga mengalir.
b) Bentuk tegangan antara titik A dan B


Gambar ini adalah hasil penyearahan arus gelombang penuh. Dengan 4 dioda
c) Bentuk tegangan antara titik C dan D

Menunjukkan bentuk grafik penyearahan arus setengah gelombang , penyearah gelombang 4 diode belum bekerja secara sempurna akibat variasi peletakan titik C dan D

Saran
Sebelum melakukan praktikum hendaknya alat-alat diperiksa terlebih dahulu, agar praktikumnya dapat berjalan dengan lancar.

DAFTAR PUSTAKA

Sutanto. 1994. Rangkaian Elktronika (analog).Jakarta ; UI.
Sutrisno. 1986. Elektronika Teori dasar dan penerapannya. Bandung ; ITB.
Tipler, Paul A. 2001. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta ; Erlangga.

A. JUDUL
Kecepatan dan Percepatan
B. TUJUAN
Mengetahui Cara menentukan Percepatan atau Perubahan Kecepatan
Selama Waktu Tertentu.
C. LANDASAN TEORI
Percepatan adalah kecepatan persatuan waktu

Dalam kondisi posisi titik 2 berimpit dengan titik 1 maka;

Kecepatan adalah differensial pertama dari jarak
Percepatan adalah differensial kedua dari jarak
Kecepatan adalah jarak persatuan waktu

Dalam keadaan posisi titik 2 dekat sekali dengan titik 1 yang dalam lain istilah bahwa kedua titik ini berimpitan maka



(Suharto, 1991. Halaman; 11-13)
Kecepatan rata-rata
Laju rata-rata sebuah benda didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh sepanjang lintasannya dibagi waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut:

Kecepatan rata-rata didefinisikan dalam hubungan perpindahan dan bukan dalam jarak total yang ditempuh:

Kecepatan rata-rata adalah perpindahan dibagi waktu yang diperlukan

Percepatan rata-rata didefinisikan sebagai perubahan kecepatan dibagi waktu yang diperlukan untuk perubahan ini.

Percepatan sesaat dapat didefinisikan dengan analogi terhadap kecepatan sesaat untuk suatu saat tertentu:

(Giancoli, 1999. Halaman; 25&28)
Kecepatan dan Percepatan
Berapa cepat letak benda berubah disebut kecepatan benda. Untuk menyatakan laju perubahan letak benda ini dipergunakan dua pengertian yaitu kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat.

Kecepatan rata-rata v bergantung pada besar selang waktu ∆x, dan juga pada saat selang waktu ini diambil
Kecepatan sesaat;
Percepatan
Laju perubahan kecepatan ini disebut percepatan. Ada dua yaitu percepatan rata-rata dan percepatan sesaat.
Jika pada saat t1 benda mempunyai kecepatan sesaat v1 dan pada saat t2 kecepatan v2 maka percepatan rata-rata dalam selang waktu
Analog dengan pengertian kecepatan, percepatan sesaat pada saat
(Sutrisno, 1997. Halaman: 2&6)
Kelajuan rata-rata partikel didefinisikan sebagai perbandingan jarak total yang ditempuh terhadap waktu total yang dibutuhkan;

Kecepatan adalah laju perubahan posisi. Kecepatan rata-rata partikel didefinisikan sebagai perbandingan antara perpindahan dan selang waktu

Kecepatan sesaat pada saat tertentu yaitu kemiringan garis yang menyinggung kurva x terhadap t pada saat itu. Kecepatan sesaat adalah limit rasio jika mendekati nol.



(Paul.A.Tipler, 1991. Halaman: 23-31)
D. ALAT DAN BAHAN
NO. KATALOG NAMA ALAT ATAU BAHAN JUMLAH
FPT 16.02/66 Rel presisi 2
FPT 16.03/67 Penyambung rel 1
FPT 16.04/68 Kaki rel 2
FME 51.34/69 Kereta dinamika 1
FME 51.37/72 Balok bertingkat 1
FME 51.24/36 Stopwatch (jam berhenti) 1
FPT 16.17/87 Tumpakan berpenjepit 1
FPT 16.01/65 Meja optik 1
Penggaris 1

E. PERSIAPAN DAN PERCOBAAN
a) Langkah Percobaan
Adapun langkah-langkah percobaan ini meliputi:
a. Letakkan rel yang telah terpasang pada balok bertingkat di tingkat tertinggi.
b. Letakkan kereta pada kedudukan yang tertinggi di atas rel.
c. Pada jarak 20cm dari kereta letakkan meja optik.
d. Ukur waktu dari pelepasan kereta sampai dengan mulai nampak di belakang meja optik.
e. Ulangi langkah b sampai d untuk diambil waktu rata-rata dan catat ke dalam tabel.
f. Lakukan langkah b sampai e dengan terlebih dahulu mengubah jarak meja optik dari kereta menjadi 40cm, 60cm dan 80cm.

F. HASIL PENGAMATAN
a) Tabel Pengamatan
Jarak 20cm 40cm 60cm 80cm
waktu 0,8 s
1,2 s
1,5 s
1,8 s

Kecepatan 0,16 m/s
0,48 m/s
0,9 m/s
1,44 m/s
Percepatan 0,8 m/s2 1,4 m/s2 1,8 m/s2

b) Pembahasan
Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh data pada saat jarak s = 20 cm wakktu tempuh t1 = 0,8 s dan V1 = 0,16 m/s.Pada saat jarak s = 40 cm waktu tempuh t2 = 1,2s dan V2 = 0,48 m/s.Pada saat jarak s = 60 cm ,waktu tempuh t3 = 1,5s dan V3 = 0,9 m/s.Sedangkan pada saat jarak s = 80 cm ,waktu tempuh t4 = 1,8 m/s dan V4 = 1,44 m/s.Dari data tersebut dapat dilihat bahwa semakin panjang jarak tempuh maka waktu tempuh yang diperlukan semakin besar,begitu pula dengan kecepatannya akan semakin besar.Hal tersebut berarti bahwa antara jarak(s),waktu (t) dan kecepatan (V) tersebut sebanding sesuai dengan rumus s = V t.
Dari grafik hubungan antara V (kecepatan) terhadap t (waktu) yang terlampir di atas tersebut diperoleh dari data semakin besar waktu tempuh,semakin besar pula kecepatan sehingga grafik yang diperoleh berbentuk linear,sesuai dengan konsep dasar praktikum.
Pada percobaan diperoleh untuk percepatan pada saat a1 diperoleh ∆V = 0,32 m/s dengan ∆t = 0,4 s ,sehingga a1 = 0,8 m/s2 .Untuk percepatan pada saat a2 diperoleh ∆V = 0,42 m/s dengan ∆t = 0,3 s , sehngga a2 = 1,4 m/s2.Untuk percepatan pada saat a3 diperoleh ∆V = 0,54 m/s dengan ∆t = 0,3 s , sehingga a3 = 1,8 m/s2.Dari percobaan tersebut diperoleh bahwa,semakin besar perubahan kecepatan maka semakin kecil perubahan waktu, dan semakin besar pula percepatan,sehingga percepatan sebanding dengan perubahan kecepatan dan berbanding terbalik dengan perubahan waktu.Yang sesuai dengan persamaan percepatan yaitu :
G. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Dari hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa:
1. Kecepatan adalah laju perubahan posisi terhadap waktu tempuh (V = s/t)
2. Percepatan adalah perubahan kecepatan terhadap perubahan waktu ( )
3. Semakin besar jarak tempuh semakin besar pula waktu tempuh yang diperlukan sehingga kecepatan yang dihasilkan semakin besar.
4. Semakin besar perubahan kecepatan semakin kecil perubahan waktu,sehingga percepatan yang dihasilkan semakin besar.
Saran dan Kritik
Adapun saran dan kritik selama praktikum berlangsung yaitu :
1) Asisten praktikum harap lebih memberikan perhatian dan bimbingan pada saat praktikum beerlangsung
2) Alat-alat praktikum lebih dipersiapkan lagi,sehingga tidak kacau dalam pemilihan alat,pada saat praktikum dimulai.

DAFTAR PUSTAKA
Giancoli. 1999. Fisika Jilid I Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga.
Suharto. 1991. Dinamika dan Mekanika Untuk Perguruan Tinggi. Jakarta: Rineka Cipta.
Sutrisno. 1997. Fisika Dasar. Bandung: ITB.
Tipler, Paul. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

A. JUDUL
Gerak Lurus Beraturan
B.TUJUAN
Mengamati Benda Yang Bergerak Lurus Beraturan dan Mengetahui
Grafik Hubungan Kecepatan Terhadap waktu
C. LANDASAN TEORI
Di dalam mengamati gerak sebuah partikel kita mencatat Letak partikel sebagai fungsi waktu.gerak yang ssederhana yaitu gerak pada garis lurus,ini disebut gerak lurus. Berapa cepat letak benda berubah kita sebut kecepatan benda.Untuk menyatakan laju perubahan letak benda ini dipergunakan dua pengertian yaitu kecepatan rata-rata dan kecepatan sesaat.Misalkan pada saat t1 berada di x2, sedang selang waktu antara t1 dan t2 kita nyatakan dengan ∆t, jadi ∆t = t2 –t1. Perubahan letak benda dalam selang waktuini kita nyatakan sebagai ∆x =x2 –x1.
(Sutrisno, 1997.Halaman: 15)
Gerakan lurus atau sering disebut gerakan linear adalah gerakan yang membentuk dan atau dibentuk oleh garis lintasan lurus.jarak adalah beda antara satu titik terhadap titik yang lain.
(Suharto,1991. Halaman :10)
Representasi vektor kecepatan dan percepatan dalam gerak lurus.
Kecepatan gerak lurus dipresentasikan oleh suatu vektor yang arahnya berimpit dengan arah gerak. Percepatan juga dipresentasikan oleh suatu vector yang bergantung dengan percepatan positif atau negatif.

Jika gerak dipercepat atau diperlambat bergantung yang menunjukkan arah yang sama kearah yang berlawanan. Suatu aturan sederhana ialah jika memiliki tanda yang sama, maka geraknya dipercepat jika tandanya berlawanan, maka geraknya dihambat. Untuk menggambarkan terhadap waktu, dimana maka .
(Marcelo Alonso, 1973. Halaman: 62-63)
Gerak Lurus
Kecepatan dan percepatan sebenarnya adalah besaran vektor. Untuk gerak lurus dengan arah gerak yang diberikan oleh lintasan garis lurus, arti vektor sepanjang lintasan dinyatakan oleh tanda plus dan minus. Dalam gerak lengkung akan diperhitungkan perubahan arah maupun besarnya vektor kecepatan dan percepatan.

Persamaan ini merupakan persamaan diferensial gerak lurus partikel koordinat kedudukan s, kecepatan v dan percepatan a adalah besaran-besaran aljabar, sehingga tanda positif atau negatif harus dilihat dengan seksama. Perlu diingat bahwa arah positif atau v dan a sama dengan arah positif s.
Penafsiran persamaan diferensial yang mengatur gerak lurus menjadi cukup jelas. Dengan menyajikan hubungan antara s, v, t dan a secara grafis. Dengan menarik garis singgung pada kurva dengan waktu t, diperoleh sudut arah, yang merupakan kecepatan . Jadi kecepatan dapat ditentukan bagi semua titik pada kurva dan digambarkan terhadap waktu yang bersesuaian. Dengan cara yang sama, sudut arah dari kurva v-t pada suatu waktu, memberikan percapatan pada waktu itu.
Pada daerah atau luasan dibawah kurva v-t dalam waktu dt adalah vdt, merupakan perpindahantempat ds. Akibatnya perpindahan neto dan partikel dalam selang waktu dari t1 ke t2 merupakan daerah kurva yang bersesuaian:

Kita lihat daerah atau luasan dibawah kurva a-t dalam waktu dt adalah a dt, jadi perubahan kecepatan neto antara t1 dan t2 adalah luasan dibawah kurva yang bersesuaian:

Bila percepatan a sebagai fungsi koordinat tempat s, luasan dibawah kurva selama perpindahan tempat ds maka . Jadi luasan neto dibawah kurva antara koordinat kedudukan S1 dan S2 adalah

(Meriam, 1988. Halaman:14-16)

D. ALAT DAN BAHAN
No Katalog Nama Alat/ Bahan Jumlah
FTP 16.02/66
Rel Presisi 2
FTP 16.03/67
Penyambung Rel 2
FTP 16.04/68
Kaki Rel 2
KAL 60 Catu Daya 1
FME 51.37/72 Balok Bertingkat 1
FME 51.23/35 Stekar Perangkai 1
FME 51.34/69 Kereta Dinamika 1
FPT 16.17/78 Tumpakan Berpenjepit 1
FME 67 Perekam Waktu + Pita 1
FME 51.09/10 Beban 50 gram 2
FLS 20.38/075-2 Kabel Penghubung Merah 1
FLS 20.39/075-3 Kabel Penghubung Hitam 1

E. PERSIAPAN DAN PERCOBAAN
a) Langkah Percobaan
Adapun langkah-langkah percobaan ini meliputi:
a) Letakkan balok bertingkat didekat ujung kiri rel presisi, pegang kereta, kemudian angkat ujung kiri rel presisi untuk diletakkan pada tangga pertama balok bertingkat. Kereta tetap dipegang agar tidak meluncur(merapat pada perekam waktu)
b) Bersamaan dengan menghidupkan perekam waktu, lepaskan kereta agar menjauhi perekam waktu (boleh sedikit didorong)
c) Pada saat kereta menyentuh tumpakan berpenjepit/berhenti. Matikan perekam waktu
d) Keluarkan kertas perekam dan amati jarak titik-titik data. Bila jaraknya semakin jauh/dekat berarti kereta tidak bergerak lurus beraturan
e) Dengan mengubah (menaikkan/ menurunkan) posisi ujung rel presisi, ulangi langkah a sampai d, sampai pada kertas perekam waktu dihasilkan titik-titik data yang berjarak relative sama
f) Potong-potonglah kertas perekam waktu sepanjang 5 titik data
g) Susunlah potongan-potongan kertas perekam secara berjajar pada hasil pengamatan

F. HASIL PENGAMATAN
a) Data Pengamatan
1. Waktu hingga berhenti = 2 Sekon
Untuk 1 vektor kecepatan = 5 titik data
Jumlah atau panjang potongan kertas (mewakili) vector kecepatan yaitu berjumlah 27 (27×5=135)
2. Waktu hingga berhenti = 2,3 Sekon
Untuk 1 vektor kecepatan = 5 titik data
Jumlah atau panjang potongan kertas (mewakili) vector kecepatan yaitu berjumlah 27 (27×5=135)
3. Waktu hingga berhenti = 2,8 Sekon
Untuk 1 vektor kecepatan = 5 titik data
Jumlah atau panjang potongan kertas (mewakili) vector kecepatan yaitu berjumlah 27 (27×5=135)
b) Pembahasan
Dari percobaan diperoleh bahwa antara balok bertingkat semuanya semakin jauh pda saat kereta menjauhi dari perekam waktu + pita maka jarak titik-titik data semakin jauh pula. Dengan perolehan vektor kecepatan (5 titik data) 27 vektor kecepatan. Karena tiap tingkat diperoleh jumlah vektor kecepatan yang sama yaitu 27 vektor kecepatan, maka gerak kereta tersebut merupakan gerak lurus beraturan.
Tampak dari grafik bahwa kecepatan v berubah dengan waktu. Kita dapat menentukan perpindahan benda dalam suatu selang waku tertentu.
Kita pandang suatu selang waktu ∆t1 dapat kita ambil sekecil mungkin hingga dalam selang waktu ini V(t) dapat dianggap tetap nilainya,yaitu sama dengan V(t1).Nilai V(t1) ini tidak lain adalah nilai kecepatan rata-rata dalam selang waktu ∆t1 sekitar t1.
Untuk menentukan perpindahan,selang waktu antara t0 dan t kita bagi menjadi N buah selang kecil-kecil. Kita anggap bahwa dalam tiap selang waktu ini kecepatan benda adalah tetap. Perpindahan yang ditempuh dalam selang waktu ∆t1 sekitar t1 adalah ∆x1 = V(t1) ∆t1. Dalam selang berikutnya yaitu ∆t2, perpindahan yang ditempuh adalah sebesar ∆x2 =V(t2)∆t2.
Jadi perpindahan yang ditempuh dalam selang waktu ∆t1 + ∆t2 antara t1 dan t2 adalah ∆x1 + ∆x2 = V(t1) ∆t1 + V(t2)∆t2.

G. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Dari hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa:
1. Gerakan lurus atau sering disebut gerakan linear adalah gerakan yang antara satu titik terhadap titik yang lain.
2. Jika titik-titik data sebagai vektor kecepatan tiap tingkatan diperoleh jarak yang relatif sama, maka gerak tersebut merupakan gerak lurus beraturan.
3. Pada gerak lurus beraturan, kecepatan konstan.

Saran dan Kritik
Adapun saran dan kritik selama praktikum berlangsung yaitu :
1) Asisten praktikum harap lebih memberikan perhatian dan bimbingan pada saat praktikum beerlangsung
2) Alat-alat praktikum lebih dipersiapkan lagi,sehingga tidak kacau dalam pemilihan alat,pada saat praktikum dimulai.

DAFTAR PUSTAKA
Alonso, Marcelo. 1973. Dasar-dasar Fisika Universitas Edisi Kedua. Jakarta: Erlangga
Meriam. 1988. Mekanika Tekhnik Dinamika. Erlangga:Jakarta
Suharto. 1991. Dinamika dan Mekanika Untuk Perguruan Tinggi . Malang : Rineka Cipta
Sutrisno. 1997 . FISIKA DASAR MEKANIKA . Bandung : ITB