• Home
  • About Me
  • Katalog
  • Video
  • Daftar Isi

Minggu, 13 April 2014

Sejarah Perkembangan Sumber Cahaya 4

LAMPU TABUNG

         Menjelang akhir abad ke-19, George Claude, seorang ilmuwan Perancis malakukan percobaan-percobaan dengan membuat busur antara dua elektroda dalam sebuah pembuluh pipa vakum dengan diisi gas neon. Bila pada kedua elektroda dipasang tegangan yang tinggi, maka terjadi suatu cahaya merah yang dalam. Oleh karena di dalam tabung diisi dengan gas neon, maka lampu tabung ini sering disebut juga lampu neon. Pengisian pada tabung dengan jenis gas-gas yang lain dapat menghasilkan beraneka warna-warni cahaya, sehingga lampu ini banyak digunakan untuk keperluan hiasan dan iklan (reklame).

Gambar 1. Neon sign warna

          Perkembangan jenis lampu tabung ini terjadi sekitar tahun 1950-an, yaitu dibuatnya lampu-lampu pelepas gas merkuri dan sodium. Berbeda dengan jenis lampu pijar, lampu tabung tidak menghasilkan cahaya dari filamen pijar, tetapi melalui proses eksilasi gas atau uap logam yang terkandung di dalam tabung gelas. Warna dari cahaya yang dipancarkan bergantung pada jenis gas atau uap logam yang terkandung di dalam tabung. Beberapa contohnya sebagai berikut.

Bahan yang Terkandung dalam Tabung                             Warna Cahaya
Gas Neon                                                                               Oranye, putih, kemerahan
Gas Argon                                                                              Hijau/biru
Gas Hidrogen                                                                          Merah muda/pink
Gas Kalium                                                                             Kuning gading
Uap Logam Merkuri                                                               Hijau, ungu, merah
Uap Logam Sodium                                                                Kuning, oranye

1. Lampu TL (Fluorensent)
          Konstruksi lampu fluoresen terdiri dari tabung gelas berwarna putih susu, karena dinding bagian dalam tabung dilapisi serbuk pasphor. Bentuk tabungnya melingkar ada yang memanjang dan melingkar. Jenis lampu ini di dalam tabung gelas mengandung gas yang menguap bila dipanasi.

Gambar 2. Bentuk fisik Lampu TL (fluorensent)



Gambar 3. Konstruksi lampu TL (fluorensent)

          Cara kerja lampu TL (fluorensent) dapat dijelaskan sebagai berikut (perhatikan gambar 4 berikut ini).

Gambar 4. Skema rangkaian lampu TL (fluorensent)

          Tegangan sumber yang normal tidak akan cukup untuk mengawali pelepasan muatan elektron di antara elektroda tanpa bantuan balast dan ”starter”. Bila sumber listrik disambung, maka ada beda tegangan antara kontak-kontak bermetal dalam "starter". Oleh karena di dalam ”tabung” bola terdapat gas argon, maka terjadi loncatan elektron di antara kontak-kontak bermetal dalam "starter" timbul bunga api, sehingga bimetal panas dan kontak-kontaknya terhubung.
         Dengan terhubungnya kontak-kontakbimetal dalam "starter" tersebut, maka tidak ada loncatan elektron pada gas argon (starter padam), sehingga suhu di dalam tabung bola dingin kembali dan kontak-kontak bimetal lepas. Pada saat inilah terjadi tegangan induksi yang tinggi dari balast dan tabung panjang mengeluarkan cahaya. Keadaan ini bisa terjadi berulang-ulang. Terjadinya tegangan induksi yang tinggi membuat tegangan antara kedua elektroda di dalam tabung panjang menjadi tinggi. Hal ini akan meningkatkan gerakan elektron bebas dalam tabung dan menabrak elektron gas yang lentur. Kapasitor di antara kontak-kontak bimetal dalam "starter" berfungsi sebagai filter, sedangkan kapasitor yang tersambung pada jala-jala lsumber listrik berfungsi untuk memperbaiki faktor daya.
          Kelebihan lampu fluoresen antara lain:
+ Mempunyai efikasi lebih tinggi daripada lampu pijar, sehingga lebih ekonomis
+ Cahaya yang dipancarkan lebih terang daripada lampu pijar pada daya yang sama
+ Durasi pemakaian lebih lama 8.000–20.000 jam
          Sedangkan kekurangannya antara lain:
- Mempunyai CRI (Color Rendering Index) yang rendah
- Efek cahaya dihasilkan terhadap objek terlihat tidak seperti warna aslinya.

2. Lampu Hemat Energi (Energi Saving)
          Kini terdapat lampu neon jenis terbaru yang mempunyai komponen listrik yang terdiri dari balast, starter dan kapasitor kompensasi yang terpadu dalam satu kesatuan. Lampu teknologi baru ini disebut sebagai ”Compact Fluorescence” dan beberapa produsen lampu menyebutnya sebagai lampu SL dan PL.
          Pada dasarnya lampu hemat energi merupakan lampu fluoresen dalam bentuk mini, yang dirancang strukturnya seperti lampu pijar. Lampu ini dibuat dalam berbagai macam bentuk dan ukuran, sehingga dapat dipasang pada suatu fitting lampu pijar. Gambar berikut ini menunjukkan tempat jenis lampu hemat energi dari suatu produk yang sering kita jumpai di kehidupan sehari-hari, yaitu model 2U, model 3U, model bulat telur dan model spiral/twist.

Gambar 5 Jenis-jenis lampu hemat energi

          Keunggulan lampu hemat energi adalah:
+ Penggunaan daya listrik lebih efisien dibanding lampu pijar (sebagai contoh sebuah lampu hemat energi 8 watt akan memberikan daya keluaran yang sama dengan lampu pijar berdaya 40 watt).
+ Mempunyai rentang usia pemakaian yang lebih panjang, yaitu sekitar 8 kali usia pemakaian lampu pijar.
          Kekurangan lampu hemat energi antara lain:
- Untuk menyala dengan cahaya normal, memerlukan waktu beberapa menit.
- Lampu ini tidak dapat diatur redup-terangnya dengan sakelar pengatur (dimmer).
- Harganya relatif lebih mahal.

Gambar 6  Jenis-jenis ukuran daya lampu hemat energi

3. Lampu Reklame
          Lampu reklame dirancang untuk membuat daya tarik orang. Bentuknya bisa bermacammacam, besar/kecil, berbentuk huruf atau gambar, dan cahayanya berwarna-warni. Tabung kaca dibentuk melalui proses pemanasan pada suhu tertentu di tungku pemanas, sehingga bisa sesuai dengan bentuk yang dikehendaki.
          Setiap bentuk tabung, masing-masing ujungnya dipasang sebuah elektroda dan diinjeksikan suatu jenis gas tertentu untuk menghasilkan efek warna cahaya yang dikehendaki. Gas neon akan memberikan efek warna merah, gas argon memberikan cahaya warna hijau atau biru, dan gas hidrogen memberikan efek warna cahaya merah muda.
          Ukuran diameter tabung ada beberapa macam dan masing-masing ukuran tabung memiliki kemampuan untuk dialiri arus listrik. Beberapa ukuran tabung yang sering digunakan antara lain seperti tabel berikut ini.

Diameter Tabung (mm)       10      15        20       30
Arus Listrik (Amp)                25      35       60       150

Gambar 7. Contoh lampu reklame

          Untuk menyalakan lampu reklame, beberapa bentuk tabung yang telah diisi gas, masingmasing elektrodanya disambung seri, kemudian ujung satunya dan ujung lainnya disambungkan ke belitan sekunder trafo tegangan menengah. Untuk menentukan tegangan trafo dan menghitung dayanya digunakan rumus:
US = UT + UE 
Keterangan:
US = Tegangan sekunder trafo (V)
UT = Tegangan tabung
UE = Tegangan elektroda
dan
P = US ⋅ IS ⋅ cos p
Keterangan:
P = Daya trafo (W)
U = Tegangan sekunder trafo (V)
I = Arus sekunder trafo (A)
cos p = Faktor daya trafo

          Untuk gas neon tiap pasang elektrodanya, tegangan VE = 300 V, dan setiap tabung yang berdiameter 15 mm tegangan VT = 400 V/m. Pemasangan lampu reklame diatur pada PUIL 2000 bagian 8.26.

Contoh:
          Sebuah lampu reklame bertuliskan “HOTEL” yang tiap hurufnya terpisah antara satu dengan lainnya.(sepeti terlihat pada gambar 7). Tabung kaca yang digunakan diameternya 15 mm dan panjang totalnya 9 m. Jika faktor daya trafo = 0,8, hitunglah tegangan belitan sekunder trafo dan daya keluarannya!
          Karena kata “HOTEL” terdiri dari 5 huruf, maka diperlukan elektroda sejumlah 5 pasang dan panjang tabung 9 m. Dengan demikian persamaan tegangannya sebagai berikut.
US = UT + UE = (9 m × 400 V/m) + (5 × 300 V) = 3.600 V + 1,500 V = 5.100 V
Jadi lampu ini dapat disuplai dengan trafo tap tengah 5.100V, sehingga tegangannya terhadap titik pentanahan 2.250V dan sesuai dengan PUIL 2000 bagian 8.26.ayat 3.2a, yaitu tegangan sekunder trafo yang ujungnya dibumikan tidak boleh melebihi 7.500V.
Daya = US x IS x cos p =  5.100 x 35 ⋅ 10–3 x 0,8 = 1428 W
Dan sesuai dengan PUIL 2000 bagian 8.26.ayat 3.2b yaitu daya trafo maksimum 4.500 VA.

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar