MAKALAH KELOMPOK XV
BOLA LAMPU

DIKUTIP DARI BERBAGAI REFERENSI, INTERNET, DLL

DISUSUN OLEH
MUSAWWIR (080401070013)
SAIFUL HAK (080401070065)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS KANJURUHAN
MALANG
2010



Daftar isi

• 1 Sejarah
• 2 Konstruksi
– 2.1 Bola lampu
– 2.2 Gas pengisi
– 2.3 Kaki lampu
• 3 Operasi
– 3.1 cara kerja bola lampu
– 3.2 cara penghematan
– 3.3 resiko bola lampu pada lingkungan
• 4 Efisiensi
• 5 Saran
• 5 Daftar pustaka/Referensi



BAB I
MATERI
A. Sejarah
Pengembangan lampu pijar sudah dimulai pada awal abad XIX. Sejarah lampu pijar dapat dikatakan telah dimulai dengan ditemukannya tumpukan volta oleh Alessandro Volta. Pada tahun 1802, Sir Humphry Davy menunjukkan bahwa arus listrik dapat memanaskan seuntai logam tipis hingga menyala putih. 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. Hanya saja, harga logam platina yang sangat tinggi menghalangi pendayagunaan penemuan ini lebih lanju. Elemen karbon juga sempat digunakan, namun karbon dengan cepat dapat teroksidasi di udara; oleh karena itu, jawabannya adalah dengan menempatkan elemen dalam vakum.
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.Dengan menggunakan elemen platina, Edison mendapatkan paten pertamanya pada bulan April 1879. Rancangan ini relatif tidak praktis namun Edison tetap berusaha mencari elemen lain yang dapat dipanaskan secara ekonomis dan efisien. Di tahun yang sama, Sir Joseph Wilson Swan juga menciptakan lampu pijar yang dapat bertahan selama 13,5 jam. Sebagian besar filamen lampu pijar yang diciptakan pada saat itu putus dalam waktu yang sangat singkat sehingga tidak berarti secara komersial. 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.

penemuan Joseph Swan's 1878 (kiri) dan Thomas Edison tahun 1879(kanan)

B. 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.

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
a. 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. Warna bola lampu antara lain yaitu bening, warna susu atau buram, dan warna merah, hijau, biru, atau kuning.
b. Gas pengisi
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. Konstruksi lampu halogen juga menggunakan prinsip yang sama dengan lampu pijar biasa, perbedaannya terletak pada gas halogen yang digunakan untuk mengisi bola lampu.
c. 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.
C. Operasi
Pada dasarnya filamen pada sebuah lampu pijar adalah sebuah resistor. Saat dialiri arus listrik, filamen tersebut menjadi sangat panas, berkisar antara 2800 derajat Kelvin hingga maksimum 3700 derajat Kelvin.. Ini menyebabkan warna cahaya yang dipancarkan oleh lampu pijar biasanya berwarna kuning kemerahan. Pada temperatur yang sangat tinggi itulah filamen mulai menghasilkan cahaya pada panjang gelombang yang kasatmata. Hal ini sejalan dengan teori radiasi benda hitam.
Indeks renderasi warna menyatakan apakah warna obyek tampak alami apabila diberi cahaya lampu tersebut dan diberi nilai antara 0 sampai 100. Angka 100 artinya warna benda yang disinari akan terlihat sesuai dengan warna aslinya. Indeks renderasi warna lampu pijar mendekati 100.


Foto yang sangat diperbesar dari filamen lampu pijar 200 Watt

a.Cara kerja lampu pijar
Saat bola lampu pijar di hidupkan, arus listrik akan mengalir dari Electrical contact menuju filamen dengan melewati kawat penghubung. Akibatnya akan terjadi pergerakan elektron bebas dari kutub negatif ke kutup positif.

Elektron di sepanjang filamen ini secara konstan akan menabrak atom pada filamen. Energinya akan mengetarkan atom atau arus listrik memanaskan atom.

Ikatan elektron dalam atom-atom yang bergetar ini akan mendorong atom pada tingkatan tertinggi secara berkala. Saat energinya kembali ketingkat normal, elektron akan melepaskan energi ekstra dalam bentuk poton. Atom-atom yang dilepaskan ini dalam bentuk poton-poton sinar infrared yang tidak mungkin dilihat oleh mata manusia. Tetapi bila dipanaskan sampai temperatur 2.200 derajat Celcius, cahaya yang dipancarkan dapat kita lihat seperti halnya bola lampu pijar yang sering kita pakai sehari-hari.

b. Cara Menghemat Listrik Pada Lampu
1.Pilih Lampu yang daya wattnya kecil tapi cahaya lampunya terang
2. Padamkan lampu apabila ruangan tidak dipakai.
3. Padamkan lampu pada siang hari.
4. Kurangi penerangan listrik yang berlebihan.
4. Atur letak perabot agar tidak menghalangi cahaya lampu dalam ruangan.
6. Menyalakan lampu halaman/taman bila hari benar-benar telah mulai gelap.
7. Matikan lampu halaman/taman bila hari sudah mulai terang kembali.

c. Resiko bola lampu pada lingkungan
Bola lampu fluoresen lebih hemat energi dan lebih awet dibandingkan bola lampu biasa. Suatu data menunjukkan dengan hasil cahaya yang sama, untuk pemakaian 5 jam bola lampu fluoresen hanya membutuhkan listrik 25,5 kWH sedangkan bola lampu biasa 109,5 kWH. Usia rata-rata bola lampu fluoresen 10.000 jam sedangkan bola lampu biasa 1.500 jam.Tetapi dari hal positif tersebut di atas, ada sesuatu yang menghawatirkan, ternyata bola lampu fluoresen menggunakan uap air raksa dan fosfor, ketika dialiri listrik elemen ini saling bereaksi menimbulkan cahaya dengan hanya sedikit melepas panas. Nah ….. uap air raksa inilah, walaupun konsentrasinya rendah, bila penanganan pembuangan tidak dilakukan dengan benar dapat merusak lingkungan.
Beberapa sumber mengatakan, bila pembuangan bola lampu fluoresen tidak dilakukan dengan benar dapat menyebabkan air raksa terlepas ke udara atau meresap ke tanah. Pada akhirnya karena proses alam, air raksa tersebut akan masuk ke dalam air, proses biologi akan mengubahnya menjadi racun berbahaya yang dapat bertahan lama.
Air raksa dalam air diubah oleh bakteri menjadi metilmerkuri, semacam racun yang akhirnya menumpuk pada binatang (ikan) dan yang mengkonsumsi ikan. Umumnya manusia akan teracuni air raksa akibat mengkonsumsi ikan yang tercemar dengan tanda-tanda keracunan: mati rasa pada bagian lengan dan kaki, berkurangnya daya ingat, pendengaran dan penglihatan serta akibat-akibat lainnya.


D. Efisiensi
Efisiensi lampu atau dengan kata lain disebut dengan efikasi luminus 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.
Pada tegangan 120 volt, nilai keluaran cahaya lampu pijar 100W biasanya adalah 1.750 lumen, maka efisiensinya adalah 17,5 lumen per Watt. Sementara itu pada tegangan 230 volt seperti yang digunakan di Indonesia, nilai keluaran bolam 100W adalah 1.380 lumen 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. 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 dan beberapa sumber cahaya ideal.
Jenis Efisiensi lampu lumen/Watt
Lampu pijar 40 Watt 1.9% 12.6
Lampu pijar 60 Watt 2.1% 14.5
Lampu pijar 100 Watt 2.6% 17.5
Radiator benda hitam 4000 K ideal
7.0% 47.5
Radiator benda hitam 7000 K ideal 14% 95
Sumber cahaya monokromatis 555 nm (hijau) ideal 100% 683


BAB II
PENUTUP
A. KESIMPULAN
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. 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. Warna bola lampu antara lain yaitu bening, warna susu atau buram, dan warna merah, hijau, biru, atau kuning.
B. SARAN UNTUK KITA SEMUA
• Kita harus pintar-pintar memilih lampu yang akan kita gunakan
• Jangan memilih lampu yang beresiko tinggi
• Gunakan lampu seperlunya saja
• Atur letak lampu sedemikian rupa sehingga letak lampu strategis hal ini dilakukan agar nyala lampu dapat maksimal
• Gunakan lampu yang wattnya kecil dan menghasilkan cahaya yang lebih terang


Daftar Pustaka (referensi)
• internet
• Klipstein, Donald L. (2006). The Great Internet Light Bulb Book, Part I. Diakses pada 10 April 2010
• Gale Cengage.; Stacey L. Blachford (2006). "Light Bulb." How Products are Made. eNotes.com. Diakses pada 23 April 2010
• Round MES Type (E10) : Small Bulbs & Lamps : Maplin. Diakses pada 23 April 2010
• Bellis, Mary The History of Incandescent Lightbulb. About.com. Diakses pada 23 April 2010
• Covington, Edward "Early Incandescent Lamp". Diakses pada 23 April 2010
• The History of the light bulb. National Science Foundation: Interactive Nano-Visualization in Science and Engineering Education. Diakses pada 23 April 2010
• SNI 03-6575-2001 Tata Cara Perancangan Sistem Pencahayaan Buatan Pada Bangunan Gedung, Badan Standardisasi Nasional, 2001
• SNI 04-1704-1989 Persyaratan keamanan lampu berfilamen tungsten untuk penerangan rumah tangga dan penerangan umum yang sejenis, Badan Standardisasi Nasional, 2006