lampu
Dari Wikipedia bahasa
Indonesia, ensiklopedia bebas
Lampu pijar dan filamennya
yang sedang menyala.
Lampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan
melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan
menghasilkan cahaya.[1] Kaca yang menyelubungi
filamen panas tersebut menghalangi udara untuk berhubungan dengannya sehingga
filamen tidak akan langsung rusak akibat teroksidasi.[2]
Lampu pijar dipasarkan
dalam berbagai macam bentuk[3] dan tersedia untuk tegangan
(voltase) kerja yang
bervariasi dari mulai 1,25 volt[4]hingga 300
volt.[5] Energi listrik yang diperlukan lampu pijar
untuk menghasilkan cahaya yang terang lebih besar dibandingkan dengan sumber
cahaya buatan lainnya seperti lampu pendar dan diode cahaya, maka
secara bertahap pada beberapa negara peredaran lampu pijar mulai dibatasi.[6][7]
Di samping memanfaatkan
cahaya yang dihasilkan, beberapa penggunaan lampu pijar lebih memanfaatkan
panas yang dihasilkan, contohnya adalah pemanas kandang ayam, [8] dan pemanas
inframerah dalam proses pemanasan di bidang industri.
Sejarah
Pengembangan lampu pijar
sudah dimulai pada awal abad XIX.[2][9][10][11] Sejarah lampu pijar dapat
dikatakan telah dimulai dengan ditemukannya tumpukan volta oleh Alessandro Volta.[10] Pada tahun 1802, Sir Humphry Davy menunjukkan bahwa arus
listrik dapat memanaskan seuntai logam tipis hingga menyala putih[2]. Lalu,
pada tahun 1820, Warren De la Rue merancang sebuah lampu
dengan cara menempatkan sebuah kumparan logam mulia platina di dalam sebuah tabung lalu
mengalirkan arus listrik melaluinya.[9] Hanya saja, harga logam
platina yang sangat tinggi menghalangi pendayagunaan penemuan ini lebih lanjut.[9][11] Elemen karbon juga sempat digunakan,
namun karbon dengan cepat dapat teroksidasi di udara; oleh karena itu,
jawabannya adalah dengan menempatkan elemen dalam vakum.[2]
Pada tahun 1870-an, seorang penemu bernama Thomas
Alva Edison dari Menlo Park, negara bagian New Jersey, Amerika
Serikat, mulai ikut serta dalam usaha merancang lampu pijar.[2][9] Dengan menggunakan elemen
platina, Edison mendapatkan paten pertamanya pada bulan April 1879.[2] Rancangan ini relatif tidak
praktis namun Edison tetap berusaha mencari elemen lain yang dapat dipanaskan
secara ekonomis dan efisien.[2] Pada tahun yang sama, Sir Joseph Wilson Swan juga menciptakan lampu
pijar yang dapat bertahan selama 13,5 jam.[11] Sebagian besar filamen
lampu pijar yang diciptakan pada saat itu putus dalam waktu yang sangat singkat
sehingga tidak berarti secara komersial.[2] Untuk menyelesaikan masalah
ini, Edison kembali mencoba menggunakan untaian karbon yang ditempatkan dalam
bola lampu hampa udara hingga pada tanggal 19 Oktober 1879 dia berhasil menyalakan
lampu yang mampu bertahan selama 40 jam.[2]
Konstruksi
Komponen utama dari lampu
pijar adalah bola lampu yang terbuat dari kaca, filamen yang terbuat dari wolfram, dasar lampu
yang terdiri dari filamen, bola lampu, gas pengisi, dan kaki lampu.[12]
 |
1.
Bola
lampu
3.
Filamen
wolfram
4.
Kawat
penghubung ke kaki tengah
5.
Kawat
penghubung ke ulir
6.
Kawat
penyangga
7.
Kaca
penyangga
8.
Kontak
listrik di ulir
9.
Sekrup
ulir
10. Isolator
11. Kontak listrik di kaki tengah
|
Bola
lampu
Selubung gelas yang menutup
rapat filamen suatu lampu pijar disebut dengan bola lampu. Macam-macam bentuk
bola lampu antara lain adalah bentuk bola, bentuk jamur, bentuk lilin, dan
bentuk lustre.[13] Warna bola lampu antara
lain yaitu bening, warna susu atau buram, dan warna merah, hijau, biru, atau
kuning.[13]
Pada awalnya bagian dalam
bola lampu pijar dibuat hampa udara namun belakangan diisi dengan gas mulia
bertekanan rendah seperti argon, neon, kripton, dan xenon atau gas yang bersifat
tidak reaktif seperti nitrogen sehingga filamen tidak
teroksidasi.[1] Konstruksi lampu halogen juga menggunakan prinsip
yang sama dengan lampu pijar biasa[1],
perbedaannya terletak pada gas halogen yang digunakan untuk
mengisi bola lampu.
Kaki
lampu
Dua jenis kaki lampu adalah
kaki lampu berulir dan kaki lampu bayonet yang dapat dibedakan dengan kode
huruf E (Edison) dan B (Bayonet), diikuti dengan angka yang menunjukkan
diameter kaki lampu dalam milimeter seperti E27 dan E14.[12]
Operasi
Pada dasarnya filamen pada
sebuah lampu pijar adalah sebuah resistor.[1] Saat dialiri arus listrik,
filamen tersebut menjadi sangat panas, berkisar antara 2800 derajat Kelvin
hingga maksimum 3700 derajat Kelvin.[14]. Ini
menyebabkan warna cahaya yang dipancarkan oleh lampu
pijar biasanya berwarna kuning kemerahan.[15] Pada temperatur yang sangat
tinggi itulah filamen mulai menghasilkan cahaya pada panjang gelombang yang
kasatmata.[1] Hal ini sejalan dengan
teori radiasi benda hitam.[16]
Indeks renderasi warna menyatakan apakah warna
obyek tampak alami apabila diberi cahaya lampu tersebut dan diberi nilai antara
0 sampai 100.[12] Angka 100 artinya warna
benda yang disinari akan terlihat sesuai dengan warna aslinya. Indeks renderasi
warna lampu pijar mendekati 100.[12][17]
Foto yang sangat diperbesar
dari filamen lampu pijar 200 Watt.
Lampu
putus
Karena temperatur kerja
filamen lampu pijar yang sangat tinggi, lambat laun akan terjadi penguapan pada
filamen.[1]Variasi
pada resistansi sepanjang filamen akan
menciptakan titik-titik panas pada posisi dengan nilai resistansi tertinggi.[18]. Pada
titik-titik panas tersebut filamen wolfram akan menguap lebih cepat yang
mengakibatkan ketebalan filamen akan semakin tidak merata dan nilai resistansi
akan meningkat secara lokal; ini akan menyebabkan filamen pada titik tersebut
meleleh atau menjadi lemah lalu putus.[1] Variasi diameter sebesar 1%
akan menyebabkan penurunan umur lampu pijar hingga 25%.[19]
Selain menyebabkan putusnya
lampu, penguapan filamen wolfram juga menyebabkan penghitaman lampu. Elemen
wolfram yang menguap pada lampu pijar akan mengendap pada dinding kaca bola
lampu dan membentuk efek hitam. [20]Lampu halogen menghambat proses ini
dengan proses siklus halogen.[20]
Efisiensi
Efisiensi lampu atau dengan kata lain
disebut dengan efikasi luminus[12] adalah nilai yang
menunjukkan besar efisiensi pengalihan energi listrik ke cahaya dan dinyatakan
dalam satuan lumen per Watt. Kurang lebih 90% daya yang digunakan
oleh lampu pijar dilepaskan sebagai radiasi panas dan hanya 10% yang
dipancarkan dalam radiasi cahaya kasat mata.[21]
Pada tegangan 120 volt,
nilai keluaran cahaya lampu pijar 100W biasanya adalah 1.750 lumen, maka
efisiensinya adalah 17,5 lumen per Watt.[22] Sementara itu pada tegangan
230 volt seperti yang digunakan di Indonesia, nilai keluaran bolam 100W adalah
1.380 lumen[23] atau setara dengan 13,8
lumen per Watt. Nilai ini sangatlah rendah bila dibandingkan dengan nilai
keluaran sumber cahaya putih "ideal" yaitu 242,5 lumen per Watt, atau
683 lumen per Watt untuk cahaya pada panjang gelombang hijau-kuning di mana
mata manusia sangatlah peka.[1] Efisiensi yang sangat
rendah ini disebabkan karena pada temperatur kerja, filamen wolfram
meradiasikan sejumlah besar radiasi inframerah.
Pada tabel di bawah ini
terdaftar tingkat efisiensi pencahayaan beberapa jenis lampu pijar biasa
bertegangan 120 volt[22] dan beberapa sumber cahaya
ideal.
|
Jenis
|
Efisiensi lampu
|
lumen/Watt
|
|
Lampu pijar 40 Watt
|
1.9%
|
12.6[22]
|
|
Lampu pijar 60 Watt
|
2.1%
|
14.5[22]
|
|
Lampu pijar 100 Watt
|
2.6%
|
17.5[22]
|
|
7.0%
|
47.5[24]
|
|
|
Radiator benda hitam 7000 K ideal
|
14%
|
95[24]
|
|
Sumber cahaya monokromatis 555 nm (hijau) ideal
|
100%
|
Karena efisiensi lampu
pijar yang sangat rendah, beberapa pemerintah negara mulai membatasi peredaran
lampu pijar. Contoh negara-negara yang mulai membatasinya adalahAustralia[26], Amerika Serikat[7], Brasil[7], Inggris Raya[7], Irlandia[7], Kanada[7], Kuba[7], Selandia Baru[7], Swiss[7], Uni Eropa[7] dan Venezuela[7].
Categories:
0 komentar:
Posting Komentar