BLOG TEKNIK & VOKASI: Sejarah Perkembangan Sumber Cahaya 5

LAMPU MERKURI

Prinsip kerja lampu merkuri sama dengan prinsip kerja lampu fluoresen, yaitu cahaya yang dipancarkan berdasarkan terjadinya loncatan elektron (peluahan muatan) di dalam tabung. Sedangkan konstruksinya berbeda dengan lampu fluoresen. Lampu merkuri terdiri dari dua tabung, yaitu tabung dalam dari gelas kuarsa dan bohlam luar.

Tabung dalam berisi uap merkuri dan sedikit gas argon. Dua elektroda utama dibelokkan pada kedua ujung tabung, dan sebuah elektroda pengasut dipasang pada posisi berdekatan dengan salah satu elektroda utama. Saat sumber listrik dihubungkan, arus listrik yang mengaliri tidak akan cukup untuk mencapai terjadinya loncatan muatan di antara kedua elektroda utama. Namun, ionisasi terjadi diantara salah satu elektroda utama (E1) dengan elektroda pengasut (Ep) melalui gas argon. Ionisasi gas argon ini akan menyebar didalam tabung dalam menuju elektroda utama yang lain (E2).

Panas akan timbul akibat pelepasan elektron yang terjadi dalam gas argon, dan cukup untuk menguapkan merkuri. Hal ini menyebabkan tekanan gas dalam tabung meningkat tinggi. Arus mula bekerja sekitar 1,5 hingga 1,7 arus normal. Lampu akan menyala dalam waktu 5 sampai 7 menit. Cahaya awal berwarna kemerahan dan setelah kerja normal berwarna putih. Jika sumber listrik diputuskan, maka lampu tidak dapat dinyalakan kembali sampai tekanan di dalam tabung berkurang. Untuk dapat menghidupkan kembali lampu merkuri ini, perlu waktu sekitar 5 menit atau lebih.

Bohlam luar dari gelas yang di sisi dalamnya dilapisi dengan bubuk fluoresen berfungsi sebagai rumah lampu dan untuk menstabilkan suhu di sekitar tabung. Oleh karena lampu merkuri ini adalah bagian dari lampu tabung, maka untuk mengoperasikannya harus menggunakan ballast sebagai pembatas arus. Biasanya balast ini berupa reaktor atau transformator, bergantung dari karakteristik lampunya. Lampu merkuri bekerja

pada faktor daya yang rendah, sehingga untuk meningkatkannya diperlukan kapasitor kompensasi yang dipasang secara paralel.

Ada berbagai macam jenis lampu merkuri yang ada di pasaran. Hanya saja masing-masing produsen lampu merkuri memberikan nama-nama yang berbeda, sehingga menyulitkan konsumen untuk mengenal setiap jenis lampu merkuri ini.

Tabel berikut menujukkan berbagai jenis lampu merkuri yang diproduksi oleh pabrik yang berbeda.

Tabel 1 Jenis Lampu Merkuri

Jenis Lampu Merjuri Australia dan Inggris Jepang Amerika Eropah

Fluoresen MBF HF H/DX HPL-N

Reflektor MBF-R HFR HR HPLR

Blended MBFT HFM HSB ML

Tabel 2.Karakteristik Lampu Merkuri Tekanan Tinggi

Daya Lampu (Watt) Fluks Cahaya Lampu (Lumen)

50 1.800

80 3.350

125 5.550

250 12.000

400 21.500

750 38.000

1.000 54.000

Tabel 3 Data Lampu Merkuri Tekanan Tinggi

Efikasi : 38 sampai 56 lumen/watt

Usia Pemakaian : 7.500 jam

Posisi Penyalaan : dapat dioperasikan pada segala posisi

Kualitas Pantulan Warna : cukup baik.

Rangkaian dasar untuk mengendalikan lampu merkuri tekanan tinggi sebagai berikut .

Gambar 1. Rangkaian dasar lampu merkuri tekanan tinggi

Keterangan : L : Lampu merkuri

B : Ballast

C : Kapasitor kompensasi

1. Lampu Merkuri Fluoresent

Lampu ini termasuk lampu merkuri tekanan rendah. Di dalam tabung berisi merkuri dan gas argon, sedangkan di bagian dalam dilapisi serbuk fluoresen (fosfor). Fungsi serbuk fluoresen adalah untuk merubah radiasi ultra violet menjadi cahaya tampak. Gambar rangkaiannya sama persis seperti lampu tabung fluoresent, yang membedakan adalah isi gas dari tabungnya. Lampu merkuri fluoresen ini mempunyai diamater tabung rata-rata 38 mm, sedangkan panjangnya bergantung dari dayanya. Berikut ini adalah tabel data lampu merkuri fluoresen.

Gambar 2. Lampu merkuri fluorensent (HPL-N)

Tabel 4. Daya Lampu Merkuri Fluoresent

Daya Lampu (Watt) Daya Total (Watt) Fluks Cahaya (Lumen)

50 61 1.800

80 93 3.300

125 140 5.800

250 268 12.500

400 426 21.250

700 737 38.250

1.000 1.044 54.200

Besarnya daya yang tertera pada lampu tidak sama dengan daya total rangkaian, disebabkan karena adanya daya yang hilang (menjadi energi panas) pada balast. Lampu merkuri fluoresen yang mempunyai efikasi 45 sampai 60 lumen/watt biasanya digunakan untuk penerangan jalan dan industri.

2. Lampu Merkuri Reflektor

Lampu merkuri reflektor dirancang hanya untuk penerangan ke bawah bohlam langsung menjadi reflektornya, dengan cahaya yang diarahkan ke bawah. Perbedaan lampu merkuri reflektor dengan merkuri fluoresen hanya dalam bentuk konstruksi bohlamnya saja, sedangkan rangkaian dan penggunaan ballastnya sama. Lampu ini mempunyai rentang usia antara 12.000 sampai 16.000 jam menyala. Biasanya digunakan pada penerangan di kawasan industri dengan ketinggian 10 sampai 20 m.

Gambar 3. Lampu merkuri reflektor (HPL-R)

3. Lampu Merkuri Blended

Lampu ini merupakan kombinasi lampu pijar dengan lampu merkuri fluoresen, sehingga disebut lampu merkuri blended. Filamen tungsten dihubungkan seri dengan salah satu elektroda utama yang berfungsi untuk membatasi arus saat lampu bekerja. Dengan demikian lampu merkuri blended ini tidak memerlukan balast lagi di luar filamen tungsten. Di samping sebagai pembatas arus, juga berfungsi untuk menghasilkan cahaya dominan infra merah. Sedangkan yang dihasilkan lampu merkuri fluouresen cahayanya dominan ultra violet.

Filamen ini akan menyerap sebagian panas yang dihasilkan lampu, sehingga berakibat mengurangi efikasi lampu dan rentang usia pemakaian. Oleh karena itu efikasinya hanya antara 12 sampai 25 lumen/watt, sedangkan rentang usianya 4.000 sampai dengan 6.000 jam menyala.

Penggunaan lampu merkuri blended ini merupakan alternatif pengganti lampu pijar untuk penerangan industri dan komersil dengan efikasi dan rentang usia pemakaian yang lebih tinggi, sehingga biaya pemasangan awal yang lebih rendah.

Gambar 4. Lampu merkuri blended (ML) bohlam bening

Gambar 5. Lampu merkuri blended (ML) bohlam buram

Gambar 6. Lampu merkuri blended UV300L

Tabel 5. Daya Lampu Merkuri Blended

Daya Lampu (Watt) Daya Total (Watt) Fluks Cahaya (Lumen)

160 160 2.450

250 250 5.000

450 450 1.250

750 750 21.500

Besarnya daya yang tertera pada lampu sama dengan daya total rangkaian karena tidak adanya ballast yang dipasang di luar.

4. Lampu Merkuri Halide (Metal Halide Lamp)

Pada prinsipnya karakterisitk elektris lampu merkuri halide sama dengan lampu merkuri fluoresent, tetapi untuk penyalaan awal (saat pengasutan) memerlukan tegangan yang lebih tinggi. Penambahan tegangan pengasutan ini diperoleh dari transformator rangkaian pengasut yang menghasilkan transien. Isi gas pada tabung seperti pada lampu merkuri fluoresent, tetapi ada penambahan logam iodides (thalium, sodium, scandium, thorium, dan lain-lain), sehingga menghasilkan CRI (Colour Rendering Index) lampu yang sangat baik.

Di samping itu, efikasinya lebih tinggi dari lampu merkuri fluoresen yaitu 80 sampai 90 lumen/watt. Oleh karena CRI-nya sangat baik, lampu ini biasa digunakan untuk penerangan komersial, penerangan ruang pameran, penerangan lapangan bola, dan sebagainya.