Lampu pijar

Lampu pijar dan filamennya yang sedang menyala.

Lampu pijar (bahasa Belanda: gloeilamp, bahasa Inggris: lightbulb), pelentong (Bahasa Jawa : plentong) atau bohlam (bahasa Belanda: booglamp) 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 kurang lebih 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
  2. Gas bertekanan rendah (argon, neon, nitrogen)
  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]

Gas pengisi

Pada bagian dalam 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 objek 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 kasatmata.[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]
Radiator benda hitam 4000 K ideal 7.0% 47.5[24]
Radiator benda hitam 7000 K ideal 14% 95[24]
Sumber cahaya monokromatis 555 nm (hijau) ideal 100% 683[1][25]

Karena efisiensi lampu pijar yang sangat rendah, beberapa pemerintah negara mulai membatasi peredaran lampu pijar. Contoh negara-negara yang mulai membatasinya adalah Australia,[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]

Referensi

  1. ^ a b c d e f g h i (en)Klipstein, Donald L. (2006). "The Great Internet Light Bulb Book, Part I". Diakses tanggal 2010-04-10. 
  2. ^ a b c d e f g h i (en)Gale Cengage (2006). ""Light Bulb." How Products are Made". eNotes.com. Diakses tanggal 2010-04-23. 
  3. ^ (en)"buylighting.com: Incandescent Light Bulbs". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2010-04-28. Diakses tanggal 2010-04-23. 
  4. ^ (en)"Round MES Type (E10) : Small Bulbs & Lamps : Maplin". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2010-08-03. Diakses tanggal 2010-04-23. 
  5. ^ (en)"Industrial Performance Incandescent Light Bulb 50 watt - 300 volt - A19 - Medium Screw (E26) Base - Frosted Lightbulbs.com". Diakses tanggal 2016-08-25. 
  6. ^ (en) "LED Efficiency Comparison" (PDF) (dalam bahasa Inggris). EcoLEDLighting.com. Diakses tanggal 2010-05-02. 
  7. ^ a b c d e f g h i j k (en)Derbyshire, David (7 January 2009). "Revolt! Robbed of their right to buy traditional light bulbs, millions are clearing shelves of last supplies". The Daily Mail. Diakses tanggal 2010-04-10.  Untuk daftar negara lihat pada bagian "What Happens Overseas?"
  8. ^ Edlyn, Edith; Surisdiarto; dan M. Halim Natsir (2008). "PENGARUH PENGGUNAAN TEPUNG AFKIRAN KACANG SHANGHAI SEBAGAI PENGGANTI JAGUNG DALAM PAKAN TERHADAP PENAMPILAN AYAM PEDAGING" (PDF). Laboratorium Lapang Fakultas Peternakan Universitas Brawijaya. Diakses pada 10 April 2010.
  9. ^ a b c d (Inggris) Bellis, Mary. "The History of Incandescent Lightbulb" (dalam bahasa English). About.com. Diakses tanggal 2010-04-23. [pranala nonaktif permanen]
  10. ^ a b (Inggris) Covington, Edward (2010-02-22). ""Early Incandescent Lamp"" (dalam bahasa English). Diakses tanggal 2010-04-23. 
  11. ^ a b c (Inggris) "The History of the light bulb". National Science Foundation: Interactive Nano-Visualization in Science and Engineering Education. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2012-07-13. Diakses tanggal 2010-04-23. 
  12. ^ a b c d e SNI 03-6575-2001 Tata Cara Perancangan Sistem Pencahayaan Buatan Pada Bangunan Gedung, Badan Standardisasi Nasional, 2001 
  13. ^ a b SNI 04-1704-1989 Persyaratan keamanan lampu berfilamen tungsten untuk penerangan rumah tangga dan penerangan umum yang sejenis, Badan Standardisasi Nasional, 2006 
  14. ^ (en)Eng (1999). "Temperature of an Incandescent Light Bulb". Diakses tanggal 2010-04-10. 
  15. ^ (en)Sutton, Ed. "Basic Color Temperature: Illustrated Photography". Diakses tanggal 2010-04-23. 
  16. ^ (en)Elert, Glenn (2010). "Blackbody Radiation - The Physics Hypertextbook". Diakses tanggal 2010-04-10. 
  17. ^ Gunawan, Tanto (2008). "Optimalisasi sistem tata cahaya buatan studi kasus: ruang rawat inap RS. Spesialis Husada Utama Surabaya". Universitas Kristen Petra. Diakses tanggal 2010-04-10. [pranala nonaktif permanen]
  18. ^ Kane, Raymond; Sell, Heinz (2001). Revolution in Lamps: A Chronicle of 50 Years of Progress (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-2nd). The Fairmont Press, Inc. ISBN 0-88173-378-4. 
  19. ^ Incandescent Lamps, Publication Number TP-110, Nela Park, Cleveland, OH: General Electric Company, 1964 
  20. ^ a b "Buku Informasi Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan: Sistem Lampu Depan". Badan Pelatihan Nasional. 2002. Diakses tanggal 2010-04-10. [pranala nonaktif permanen]
  21. ^ "LHE, Hematkah?" (PDF). Lembaga Penelitian dan Kajian Teknik Aplikatif Universitas Gadjah Mada. 2009. Diakses tanggal 2010-04-10.. 
  22. ^ a b c d e (en)Keefe, T.J. (2007). "The Nature of Light". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2012-06-01. Diakses tanggal 2007-11-05. 
  23. ^ (de)"Standardlampen matt". Diakses tanggal 2010-04-10. 
  24. ^ a b (de)Anteil sichtbarer Strahlung eines schwarzen Strahlers - Proporsi spektrum cahaya kasatmata dari radiasi benda hitam.
  25. ^ Lihat (en)fungsi luminositas.
  26. ^ (en)"Phase-out of inefficient incandescent light bulbs". Department of the Environment, Water, Heritage and the Arts. Diakses tanggal 2010-04-10. 

Pranala luar

Wikimedia Commons memiliki media mengenai Incandescent light bulb.