Jenis-jenis lampu

Lampu merupakan sumber cahaya buatan yang digunakan untuk memberikan cahaya di dalam ruangan maupun luar ruangan. Ada berbagai jenis lampu yang terdapat di toko, namun secara umum jenis-jenis lampu digolongkan menjadi :

1. Lampu pijar

Lampu pijar (incandescent) tergolong lampu lisstrik generasi awal yang masih digunakan hingga sekarang.  Prinsip kerja lampu pijar adalah sangat sederhana. Ketika ada arus listrik mengalir melalui filamen yang mempunyai resistivitas tinggi sehingga menyebabkan kerugian daya yang menyebabkan panas pada filamen sehingga filamen berpijar.

Cahaya yang dihasilkan oleh filamen dari bahan tungsten (titik lebur >2200⁰C) yang berpijar karena panas. Efikasi lampu ini rendah hanya 8-10% energi menjadi cahaya. Sisanya terbuang sebagai panas. Untuk memperbaiki efikasinya, lampu tungsten diisi gas halogen (iodine, chlorine, bromine, dan fluorine) dan disebut lampu tungstern halogen. Efikasinya mencapai 17,5 lm/W.

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

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.

 

Macam-macam bentuk lampu pijar :

 

Menyalakan lampu pijar dengan voltage yang dialirkan dari sumber cahaya akan mengurangi nyala lampu dan menambah produksi lumen. Contohnya menyalakan sebuah lampu 120 V pada 125 V akan bertambah 4% serta mengurangi nyala bamper 40% dan menambah lumen 16% lebih banyak. Dengan lampu yang sama menjadikan volatge berkurang 4% di bawah 120 V, sedang nyala akan bertambah di atas 60% dari produk lumen.

Lampu reflector seperti lampu R atay RARA memproyeksikan cahaya dengan pola kerucut. Sifat tsb menjadikan lebih banyak cahaya yang diarahkan keluar seperti cahaya pada downlight system reflector elipsoidal (ER) yang memproyeksikan cahayanya ke arah titik api, menjadikan hanya sedikit cahaya yang terhalang oleh reflector.

 

 

Untuk alasan kekompakan bentuk dan konservasi panas dibuat beberapa konstruksi filamen berupa lilitan, atau lilitan yang dililit. Bola lampu pijar dibuat hampa udara atau berisi gas mulia.

Daya yang didesipasikan (P_d) oleh filamen lampu pijar dipengaruhi tegangan kerja (V) dan resistansi pada kondisi panas (R) sesuai dengan persamaan :

Temperatur kerja filamen yang berpijar dapat mencapai 2500 hingga 3000^o C dan yang dijadikan perhitungan adalah resistansi filamen pada kondisi panas. Resistansi filamen pada kondisi panas bisa mencapai 15x resistansi pada kondisi dingin. Panjang dan diameter filamen menentukan resistansi maupun luas permukaan kulit filamen. Konveksi dan radiasi yang terjadi di dalam bola lampu juga ditentukan oleh macam gas pengisi serta pendinginan filamen yang dipengaruhi oleh luas permukaan kulit filamen. Berkaitan dengan itu setiap lampu memiliki suatu karakteristik berdasarkan pemakaian energinya.

Lampu pijar yang warna sinarnya putih, bagian dalam bola lampu dilapis dengan silika oksida (Si)₂) atau Seng Sulfida (ZnS). Sedangkan untuk mendapatkan warna lain dapat diperoleh dengan pelapisan bagian dalam bola lampu dengan berbagai cara, antara lain:

1. Teknik ini disebut frosting, yaitu pelapisan dengan membilas bagian dalam bola lampu menggunakan asam hidrofluorik sehingga menghasilkan lampisan tipis pada gelas (gelas baur/gelas es) yang kemampuan menyebarkan sinar tidak bagus.
2. Melapisi bagian dalam bola lampu dengan serbuk halus silika atau titanium dioksid sehingga diperoleh difusi yang lebih baik (oplaising). Cara ini dilakukan pada lampu pijar jenis argenta.
3. Pewarnaan bagian dalam bola lampu menggunakan cara frosting atau opalising menggunakan teknik ekektrostatis yaitu melapisi bagian dalam bola lampu dengan cara penguapan warna pigmen pada keadaan hampa. Pewarnaan bersifat fisis dapat pula menggunakan bahan semacam vernis.
4. Untuk reflektor dilakukan pelapisan gelas dengan uap aluminium atau paduan tembaga aluminium pada kondisi hampa udara.’

Hubungan antara tegangan (V), daya (P) dan arus cahaya(ᶲ) srta efikasi ( η) suatu lampu pijar dinyatakan dengan pendekatan sbb. Jika tidak ada pernyataan makan persamaan dianggap berlaku untuk bla lampu baik yang berisi gas maupun hampa udara.

 

1.1.Lampu Halogen

Lampu halogen tergolong lampu pijar yang ke dalam bola lampunya diisi dengan unsur halogen di antaranya Iodida. Evaporasi Wolfram pada kampu ini terjadi saat filamen berpijar. Selanjutnya evaporasi Wolfram bereaksi dengan Iodida di sekelilingnya sehingga terjadi reaksi bolak balik :

W+ nX < --------> W Xn

Dengan demikian atom W yang akan terlepas dari filamen kembali menyatu dengan filamen. Hal ini menyebabkan umur filamen menjadi kira-kira 2x umur lampu biasa.

Gelas bola lampu halogen digunakan jenis gelas keras yang mampu menahan temperatur hingga 250⁰ C. Di samping itu dengan memakai gelas keras memungkinkan bola lampu diisi dengan tekanan tinggi. Kesulitannya adalah memasukkan iodida ke dalam bola lampu karena iodida korosif terhadap pompa yang digunakan untuk mengisikannya. Sehubungan dengan hal tsb halogen yang kemudian digunakan adalah CH₃ jenis GSL umur standar pemakaian 1000 jam. Sedangkan untuk penambahan umur rata-rata pemakaian 1000 hingga 2000 jam efikesinya turun sekitar 10%. Efikesi lampu halogen mencapai 20 lm/W.

Ada 2 penyebab keluaran arus cahaya lampu pijar menurun makin bertambahnya waktu, yaitu :

1.      Evaporasi pada filamen menyebabkan ada bagian filamen yang mengecil dan ini menyebabkan resistansi naik sekaligus mereduksi arus yang mengalir.

2.      Terjadinya bagian filamen yang tidak “menempel” kembali ke filamen menyebabkan lapisan hitam pada bola lampu.

1.2.Lampu Dingin

Salah 1 perkembangan lampu filamen adalah pemakaian teknik gelas sinar dingin. Sinar infrared yang dihasilkan filamen menimbulkan persoalan karena panas yang dipancarkan. Panas ini dapat direduksi dengan menggunakan gelas sinar dingin untuk bahan bola lampu. Gelas sinar dingin dapat mengurangi panas yang dipancarkan filamen hingga 80%.

Lapisan yang menyebabkan gelas sinar dingin mampu mereduksi panas adalah Seng Sulfida dan Magnesium Flourida atau Silika Dioksida yang dibuat lapisan berselang seling(terdiri dari 2 macam bahan yang berbeda bisa mencapai 20 lapis). Gelas semacam ini disebut gelas dichroic.

Jika suatu berkas cahaya A menembus gelas sinar dngin timbul pantulan cahaya Ax dan Ay yang fasanya berbeda. Jika Ax dan Ay menghasilkan suatu perpaduan panjang gelombang yang merupakan kelipatan genap dari ½ pepaduan gelombang maka cahaya ditransmisikan saling memperkuat sehingga menghasilkan pancaran panas yang besar. Jika Ax dan Ay menghasilkan suatu perpaduan panjang gelombang yang merupakan kelipatan ganjil dari ½ gelombang makan cahaya pantulannya saling memperlemah sehingga menghasilkan pancaran panas yang rendah. Makin banyak selang seling lapisan makin besar terjadinya penambahan atau pengurangan spt dijelaskan di atas. Penggunaan bola lampu dingin umunya digunakan pada toko mentega, bunga, dan kosmetik.

Hingga awal tahun 2000 perkembangan teknologi lampu pijar sangat pesat baik yang terkait dengan bentuk bola lampu, bahan bola lampu, gas pengisi, pewarnaan, maupun modifikasi filamennya. Skema rumpun lampu pijar sbb :

 

Keuntungan memakai lampu pijar :

·         Ukuran filamen kecil maka sumber cahaya dapat dianggap sebagai titik sehingga pengaturan distribusi cahaya lebih mudah.

·         Perlengkapan sangat sederhana dan dapat ditangani dengan sederhana.

·         Pemakaian sangat luwes

·         Biaya awal rendah

·         Pengaturan intensitas cahaya (redup dan terang) mudah dan murah (dengan dimmer).

·         Tidak terpengaruh oleh suhu dan kelembapan.

·         Menampilkan warna-warna dengan sangat bagus.

Kerugian memakai lampu pijar :

·         Lumen per Watt (efikasi) rendah.

·         Umur pendek (750-1000 jam), makin rendah makin pendek umurnya.

·         Untuk negara tropis panas dari lampu akan menambah beban AC

·         Warna yang cenderung hangat (kemerahan) secara psikologis akan membuat suasana ruang kurang sejuk.

·         Hanya cocok untuk pencahayaan rendah.

·         Menyalakan lampu pijar pada tegangan lampu yang tidak sesuai dengan tegangan yang disarankan akan menyebabkan keuntungan dan kerugian. Menyalakan lampu pijar 120 Volt pada tegangan 125 Volt (104.2%) akan menyebabkan kinerja lampu(kira-kira) sbb :

	Pada tegangan 125 V	Pada tegangan 115 V
Arus cahaya (lumen)	>16%	<15%
Kebutuhan daya (Watt)	>7%	<7%
Efikasi (lm/W)	>8%	<8%
Umur (jam)	<42%	>72%

2. Lampu Discharge

Dalam perkembangan lampu discharge terbagi menjadi :

2.1.Lampu Fluoresen

Lampu Fluoresen (TL=Tubelair Lamp) termasuk lampu merkuri tekanan rendah (0,4 Pa) yang dilengkapi dengan bahan fluoresen. Cahaya yang dipacnarkan dari dalam lampu adalah ultraviolet (termasuk sinar tak tampak). Untuk itu bagian dalam lampu tabung dilapisi dengan bahan fluoresen yang fungsinya mengubah ultra violet menjadi sinar tampak. Di samping itu pada bahan fluoresen ditambahkan senyawa lain yang disebut akktivator.

 

Lampu TL dan Suhu

Efek panas dari pijaran lampu TL, dinyatakan dalam lm, ditentukan oleh faktor-faktor : lampu, balast, peralatan, dan instalasi.

Suhu 105⁰ F adalah temperatur optimum dari zat merkuri yang berfungsi sebagai penghantar aliran yang dapat memancarkan bunga api dan listrik.

 

 

Dalam tabung lampu fluoresen terdapat merkuri dan gas inert (Argon atau Kripton). Fungsi gas inert adalah memperpanjang umur elektroda karena keberadaan gas tsb dapat mengurangi evaporasi, pengendali kecepatan lintasan elektron bebas sehingga lebih memungkinkan terjadinya ionisasi Merkuri dan mempermudah lewatnya arus di dalam tabung khususnya pada temperatur rendah.

Pada awal kerja, arus mengalir melalui dan memanaskan elektroda (kalau sumbeer cahaya dc adalah katoda dan anoda) sehingga mengemisikan elektron bebas. Di samping melalui elektroda, arus juga melalui balast dan starter.

Fenomena resistansi pada pelepasan gas adalah negatif. Berarti jika arus lampu bertambah tegangan lampu berkurang. Untuk itu perlu perangkat pembatas arus yang dipasang seri dengan TL. Perangkat tsb bisa berupa resistor(pada sumber dc), balast elektris atau elektronik.

Fungsi balast ada 2 :

1.      Pembangkit tegangan induksi yang tinggi (dipengaruhi kerja starter) agar terjadi pelepasan elektron di dalam tabung.

2.      Membatasi arus yang melalui tabung setelah lampu bekerja normal.

4 macam balast :

1.      Balast resistor,  merupakan balast yang tidak ekonomis karena menyebabkan kerugian daya yang besar dan energi listrik didesipasikan menjadi panas. Agasr balast resistor stabil, harus disuplai dengan tegangan yang bisa mencapai 2x tegangan normal.

2.      Balast kapasitor, disebut juga lampu stabilisasi karena bentuknya memang seperti lampu pijar. Balast ini hampir tanpa kerugian. Balast kapasitor digunakan pada pemakaian frekuensi tinggi.

3.      Balast induktor, paling lazim digunakan untuk lampu tabung. Kerugian daya yang ditimbulkan lebih kecil daripada balast resistor. Balast ini dipadukan dengan starter dapat menimbulkan tegangan induksi yang tinggi.

4.      Balast elektronik, tergolong lebih mahal dari balast lainnya, tetapi mempunyai beberapa keunggulan, antara lain :

-          Memperbaiki sistem dan emnaikkan efikasi

-          Tidak ada flicker atau efek stroboskopis

-          Tidak memerlukan starter

-          Tidak menimbulkan interferensi

-          Dapat digunakan untuk ac sekaligus dc.

 

Terdapat 2 macam starter :

1.      Jenis termal

2.      Jenis nyala (tabung starter diisi gas Helium tekanan rendah).

 

2.1.1.      Lampu Neon

Lampu tabung yang berisi gas Neon menghasilkan sinar kemerah0merahan kalau diisi campuran uap Merkuri dengan Argon menghasilkan warna biru-kehijauan sedangkan kalau diisi campuran uap Merkuri dengan gas Neon menghasilkan warna biru.

Tegangan yang diperlukan lampu hias Neon berkisar 300 hingga 1000 V setiap panjang lampu 1 meter. Arus kerja lampu didasarkan diameter tabung yaitu 25mA, 35 mA, dan 60 mA untuk diameter 10 mm, 15 mm, dan 20 mm. Tegangan awal adalah 1,5 hingga 2 x tegangan nominal. Untuk mengontrol besarnya arus digunakan trafo bocor tingkat tinggi(high leakage transformers).

Ada 2 cara menghubungkan lampu hias , yaitu penyorotan atau serentak.Pada jenis serentak dipasang balast yang dimaksudkan mengurangi interfernsi radio.

 

2.1.2.      Lampu Fluoresen Kompak

Lampu fluoresen pertama kali didominasi oleh lampu TL, baik dalam bentuk tabung ataupun lingkaran. Saat ini lampu fluoresen kompak sudah banyak digunakan sebagai alternatif pilihan lampu-lampu hemat energi dan mempunyai masa hidup minimal 5x lipat dari lampu pijar (incandescent).

Jenis dari lampu fluoresen kompak dibagi menjadi :

1.      Jenis standar

Jenis standar tidak seperti lampu TL tubular yang mempunyai 2 ujung, lampu fluoresen kompak jenis ini berbentuk U dan berujung tunggal. Jenis standar tersedia dalam daya 5W,7W, 9W, dan 11W dengan arus cahaya masing-masing 250 lm, 400 lm, 600 lm, dan 900 lm. Philips menamainya dengan PL, Osram menyebutnya Dulux S, dan Sylvania dengan Lynx CF-S.

2.      Jenis panjang

Jenis panjang seperti standar tetapi tabung berbentuk U lebih panjang, menghasilkan daya yang lebih besar dan tersedia dengan daya 18W, 24W, 36 W. Meskipun demikian, panjangnya (mulai dari 225 mm-415 mm) masih separuh dari lampu TL tubular. Tipe panjang ini merupakan pilihan laternatif pengganti lampu TL tubular sedangkan jenis standar dan jenis ganda adalah alternatif pengganti lampu pijar. Philips menamakannya lampu PL, Osram menyebut Dulux L, dan Sylvania menamakan Lynx CF-L.

3.      Jenis ganda

Jenis ganda dengan 2 tabung berbentuk U lebih kompak dari jenis standar dan menghasilkan daya tinggi yang lebih besar serta tersedia dalam daya 10 W, 13 W, 18 W, dan 26 W dengan arus cahaya masing-masing 600 lm, 1200 lm, dan 1800 lm. Philips menamainya PLC, Osram menyebutnya Dulux D, dan Sylvania dengan Lynx CF-D.

4.      Jenis electronic

Jenis electronic dapat langsung digunakan dengan lampholder E27 dan balast yang terintegrasi di dalamnya. Jenis electronic tersedia dalam daya 9W, 11W, 15 W, 20 W, dan 23 W dengan arus cahaya masing-masing 400 lm, 600 lm, 900 lm, 1200 lm, dan 1500 lm. Philips menamakan PLCE, Osram menyebutnya Dulux EL. Jenis electronic ini sama kegunaannya dengan lampu SL dari Philips. Warna temperatur biasanya ditawarkan oleh lampu fluoresen kompak adalah putih hangat (2700 K-3000 K) dan putih sejuk (4000 K).

Keuntungan menggunakan lampu fluoresen :

·   Efikasi (lm/W) tinggi

·  Awet (umur panjang) hingga 20.000 jam dengan asumsi penyalaan 3 jam                       setiap penyalaan). Makin sering            dihidup-matikan umur semakin pendek.

·  Bentuk lampu yang emmanjang menerangi area yang lebih luas dengan cahaya baur.

·  Untuk penerangan yang tidak menghendaki bayangan, lampu fluoresen lebih baik dibanding lampu pijar.

·  Warna cahaya yang cenderung putih dingin menguntungkan untuk daerah tropis lembap, karena secara psikologis akan emnyejukkan ruangan.

Kerugian :

·         Output cahaya terpengaruh oleh suhu dan kelembapan.

·         Tidak mudah mengatur intensitas cahayanya dengan menggunakan dimmer.

·         Warna keputihan cenderung tidak alami, terutama untuk warna kulit.

·         Kecerobohan pemasangan balast sering menibulkan bunyi dengung yang mengganggu dan melelahkan.

·         Balast akan mengeluarkan cukup banyak panas yang membebani mesin pengondisi udara (air conditioner).

·         Menimbulkan efek cahaya yang bergetar pada arus bolak-balik (ac) sedang pada lampu fluoresen arus searah (dc), efek ini tidak tampak.

·         Semakin banyak jumlah lampu dalam 1 luminer, efisiensi semakin rendah karena cahaya yang terhalang, terperangkap, serta panas yang timbul. Sebuah lampu fluoresen yang terbuka memiliki efisiensi 95%, sedangkan 4 lampu fluoresen yang dijejalkan pada 1 luminer hanya akan mempunyai efisiensi 64%.

·         Efisiensi lampu akan meningkat bila suhu dipertahankan tidak lebih dari 40⁰ C. Oleh karena itu luminer harus berventilasi. Untuk pemakaian di bangunan pengondisi udara sentral, amat baik bila diusahakan luminer terpadu dengan sistem aliran udara dingin.

2.2.Lampu Metal Halida/Lampu HID (High-Intensity Discharge Lamps)

Cahaya yang dihasilkan lecutan listrik melalui uap zat logam. Lampu merkuri menghasilkan cahaya dari lecutan listrik dalam tabung kaca atau kuarsa berisi uap merkuri bertekanan tinggi.

Efikasinya antara 40-60 lm/W. Dibutuhkan waktu antara 3-8 menit untuk menguapkan merkuri sebelum menghasilkan cahaya maksimal. Perlu selang 5-10 menit sebelum dihidupkan kembali.

Untuk memperbaiki efikasi dan warna, pada tabung lecutan listrik ditambahkan halida logam (seperti thalium, indium, dsb), maka disebut lampu metal halida. Penambahan unsur metal bermanfaat menurunkan temperatur di dalam tabung pelepasan. Namun keberadaan metal dapat merusak quartz (bahan tabung) dan elektroda.

Untuk mengatasi kelemahan tsb dibuat senyawa metal halida. Metal halida adalah metal yang disenyawakan dengan halogen yaitu unsur : F, CL, Br dan I. Pada temperatur kurang lebih 3000 K terjadi reaksi seperti pada lampu halogen :

Metal Halida < ------ > Metal⁺ + Halogen^-

Manfaatnya metal halida tidak agresif terhadap dinding tabung, ion halogen terdapat di abgian tengah tabung ion logam berfungsi emmancarkan radiasi.

Lampu metal halida dikelompokkan menjadi :

1.      Lampu 3 warna menggunakan metal : Natrium (Na), Thalium (Tl), dan Indium (In). Lampu jenis ini emmancarkan 3 warna yaitu : hijau, kuning, dan biru yang komposisinya tergantung jumlah iodida dan temperatur kerja.

2.      Lampu Spektrum Multi Garis menggunakan Metal Scandium (Sc), Disprosium (Dy), Thalium (Tl), dan holmium (Ho).

3.      Lampu Molekular menghasilkan spektrum kuasi (bukan sebenanrnya) menggunakan senyawa stanum iodida (SnL₂) dan stanum klorida (SnCl₂).

Penyalaan pada lampu metal halida agak berbeda dengan lampu merkuri ebrtekanan tinggi karena adanya aktivitas kimia gas pengisinya. Karena itu untuk memudahkan penyalaan awal di dalam gas ditambahkan gas mulia ; Neon dan Argon atau Kripton dan Argon. Penyalaan awal lampu metal halida memerlukan waktu sekitar 2 menit. Elektroda lampu metal halida terdiri dari 3 bagian yaitu timah hitam sebagai batang penghubung dengan bagian luar tabung pelepasan lembaran molibdenum sebagai penyekat,dan elektrodanya sendiri.

Posisi pemasangan lampu metal halida menentukan umur pemakaian (umur nominal 12000 jam) dan fluktuasi warna. Karena itu posisi pemasangan lampu metal halida harus diperhatuikan petunjuk produsen (bervariasi). Efikasi lampu berkisar 75 lm/W hingga 95 lm/W tergantung jenis dan besarnya daya lampu. Seperti lampu pelepasan gas lainnya penyalaan kembali lampu metal halida diupayakan pada kondisi dingin yaitu setelah lampu pada 5-20 menit.

Di samping menggunakan balast, lampu metal halida sering dilengkapi dengan starter elektronik yang fungsinya mempermudah penyalaan awal.Pemasangan starter seri dengan balast fungsinya tidak berbeda, tetapi menambah kerugian daya. Terdapat beberapa kemungkinan pemasangan starter elektronik seperti :

 

Keuntungan menggunakan lampu metal halida/HID :

·         Efikasi lampu HID jauh lebih tinggi dibandingkan dengan lampu pijar dan fluoresen, kecuali lampu emrkuri (yang kualitas cahayanya lebih baik dari lampu pijar).

·         Lebih awet dari lampu pijar, dan kadang lebih awet dari lampu fluoresen.

·         Pendistribusian cahaya lebih mudah daripada lampu fluoresen.

·         Biaya operasional sangat rendah.

·         Tidak seperti lampu fluoresen, lampu HID tidak terpengaruh oleh variasi suhu dan kelembapan lingkungan.

Kerugian menggunakan lampu metal halida/HID :

·         Biaya awal sangat tinggi.

·         Harga lampu lebih mahal dari jenis lain, hingga dapat mempengaruhi biaya penggantian lampu.

·         Seperti halnya lampu fluoresen, lampu HID butuh balast yang dapat mengeluarkan suara mengganggu.

·         Lampu membutuhkan waktu 8 menit untuk bersinar penuh.

·         Beberapa lampu dapat mengeluarkan cahaya ulta violet yang membahayakan kesehatan.

·         Lampu HID hanya cocok untuk ruangan dengan ketinggian langit-langit sedang (3-5 m) sampai tinggi (> 5 m), awalnya lampu ini dirancang untuk pemakaian di luar ruangan, tetapi produk baru yang dilengkapi dengan pengoreksi warna cocok juga untuk penggunaan di dalam ruangan.

2.2.1.      Lampu Natrium

Lampu Natrium (Sodium) dibedakan berdasarkan tekanan gas di dalam tabung pelepasannya menjadi 2 yaitu : Lampu Natrium tekanan rendah(Low Pressure Sodium, SOX) dan Lampu Natrium tekanan tinggi (High Pressure Sodium/HPS, SON).

 

Natrium padat dan gas Neon diisikan pada tabung U. Natrium akan menjadi gas setelah pemanasan pada waktu kerja awal.

Penampilan terbaik lampu Natrium tekanan rendah jika tabung pelepasannya dipertahankan pada temperatur 300⁰ C. Karena bekeja pada temperatur tinggi, makan agar tahan terhadap panas maka tabung U tsb dibuat dari gelas ganda(bahan masing-masing produsen mungkin berbeda).

Pada saat kerja awal 5-10 menit untu SOX dan 5-7 menit untuk SON warna cahaya yang dihasilkan merah muda dan kemudian setalh Natrium menguap semua warna cahaya yang dihasilkan kuning.

 

Cara pemasangan lampu Natrium agak miring ke atas dengan maksud agar pada kondisi dingin Natrium berkumpul dan lebih dekat dengan elktroda sehingga pada proses penyalaan Natrium tsb lebih awal terpanasi. Umur lampu Natrium rata-rata 2500 jam dan efikasinya 40-50 lm/W.

Pemakaian lampu Natrium menggunakan balast dan unit penyalaan spt :

 

Terdapat rangkaian SOX dengan watt konstan baik selama operasi normal maupun pada waktu kerja awal. Manfaat SOX dengan rangkaian watt konstan :

1.      Efikasi sistem lebih tinggi

2.      Kedipan (flicker) dapat direduksi

3.      Variasi tegangan pengaruhnya kecil

4.      Kapasitor yang dipasang seri berfungsi untuk melindungi terjadinya efek penyearahan pada akhir pemakaian lampu.

Tampilan fisik, dimensi, maupun bahan tabung pelepasan apda lampu Natrium tegangan tinggi (SON) sangat berbeda dengan SOX. Di samping perbedaan tekanan di dalam tabung pelepasan, juga perlengkapan pengemisian cahaya.

 

Tabung pelepasan diisi puluh miligram Merkuri Natrium amalgam (cair) yang sebagian menjadi gas pada temperatur kerja. Sedangkan kandungan amalgamnya sendiri 20%. Tekanan gas Natrium dan Merkuri yang diisikan ke dalam tabung pelepasan masing-masing 10-80 kPa.

Merkuri merupakan gas yang berfungsi menstabilkan busur. Untuk memperbaiuki efikasi dimasukkan pula Xenon. Keberadaan Xenon menyebabkan tegangan penyalaan bertambah sehingga diperlukan perangkat tambahan untu start. Di samping itu campuran gas Neon dan Argon digunakan sebagai gas untuk penyalaan awal diisikan sekitar lilitan penyalaan yang dipasang pada tabung pelepasan.

Di samping konstruksi standar, terdapat lampu SON spesial yaitu lampu SON yang mempunyai pangkal ganda, lampu reflektor, lampu SON busur ganda (dual arc) demikian pula modifikasi bola lampu maupun komponen lain.

Kalau daya SOX maksimal 200 W makan SON sudah dapat diproduksi daya tertinggi 1000 W. Penggunaan lampu Natrium pada tempat-tempat yang memerlukan penerangan yang lebih terang dibandingkan sekadar kebutuhan monokromatik contohnya pada terowongan, jalan utama, ruang penyimpanan, lampu sorot, perancangan daerah industri. Karena warna cahaya lampu natrium kuning kehijauan, lampu ini tepat untuk daerah berkabut atau berdebu.

Lampu SON misalnya untuk daya rendah 50 W dan 70 W dipasang gawai pengapian di dalamnya. Sedangkan untuk SON yang dayanya lebih tinggi digunakan starter yang dipasang paralel di luar lampu. Kalau starter langsung dihubungkan dengan belitan auto trafodan starter dihubungkan juga dengan ujung auto trafo melalui resistor, hubungan seperti itu disebut starter semi paralel. Lampu yang dihubungkan dengan startersemi paralel antara lain : SON-T, SON-(T) plus, SON-(T) Agro, SON-(T) Comfort.

Lampu SON yang menggunakan Neon dan Argon sebagai gas awal kerja dinamakan SON-H, dipasang lilitan di bagian luar tabung penglepasan sehingga tidak memerlukan starter di luar lampu. Lampu ini tidak dapat dipasang kapasitor kompensasi sebab dapat menyebabkan kenaikan tegangan yang menyebabkan lampu rusak. Daya lampu dan jenis balast yang digunakan harus sesuai.

2.2.2.      Lampu Merkuri Tekanan Tinggi

Lampu Merkuri tekanan rendah (lampu fluoresen) cahaya yang sebagian besar dihasilkan adalah ultraviolet. Jika tekanan gas di dalamnya diperbesar hingga menjadi 2 atmosfir barulah dihasilkan sinar tampak.

Konstruksi lampu Merkuri tekanan tinggi (MBF atau HPL) terdiri dari 2 tabung yaitu tabung dalam (tabung pelepasan gas) yang berisi gas Neon dan Argon bertekanan rendah yang dilengkapi 2 elektroda dan tabung luar yang berfungsi mereduksi panas yang dipancarkan. Lampu Merkuri tekanan tinggi menggunakan balast sebagai pembatas arus pelepasan. Karena itu faktor dayanya relatif rendah yaitu 0,5. Rangkaian lampu merkuri tekanan tinggi :

 

Tabung dalam terbuat dari gelas keras sehingga mampu digunakan pada temperatur relatif tinggi. Cara kerja lampu Merkuri terdapat 3 tahapan : pengapian, prosesn mencapai stabil dan stabil. Pada saat suplai tegangan diberikan terjadi medan listrik antara elektroda kerja awal dengan salah satu elektroda utama. Hal ini menyebabkan pelepasan muatan ke2 elektroda dan memanaskan merkuri yanga da di sekelilingnya. Untuk menguapkan merkuri tsb diperlukan waktu 4-8 emnit. Serela semua merkuri menjadi gas, resistansi elektroda kerja awal naik karena panas dana rus mengalir antar elektroda utama melalui gas. Arus mula kerja berkisar 1,5-1,7 arus nominal. Warna kerja awal kemerahan dan setelah kerja normal sinar yang dihasilkan berwarna putih.

Daya lampu merkuri yang sudah diproduksi maksimal 1000 Watt. Posisi pemasangan lampu merkuri adalah tegak agar tabung dalamnya tersangga.

Rangkaian lampu merkuri tekanan tinggi pada prinsipnya seperti rangkaian baik yang tunggal, dikompensasi maupun hubungan Duo pada prinsipnya seperti rangkaian lampu merkuri tekanan rendah (TL).

Pemakaian lampu merkuri antara lain : pabrik dengan langit-langit tinggi, aula olah raga, tanah lapang, pompa bensin, penerangan jalan raya.

Terdapat lampu merkuri yang balast terpasang di dalamnya terpasang seri dengan tabung pelepasa. Lampu demikian dinamakan lampu perpaduan atau blended (MBFT atau ML).

Pemasangan lampu blended menyudut ke atas 30⁰ untuk lampu mempunyai daya hingga 160 W dan menyudut 45⁰ untuk lampu yang dayanya lebih besar dari 160 W. Penyalaan awal berkisar antara 5-10 menit. Efikasi lampu ebrkisar 8000-9000 jam dan dipengaruhi frekuensi penyalaan. Makin sering pensaklaran (swatching) memperpendek umur lampu karena pada awal penyalaan terjadi panas yang melebihi nilai nominal.

2.2.3.      Sumber Cahaya Electroluminescent

Electroluminescent dapat didefinisikan sebagai emisi cahaya hasil dari eksitasi di dalam suatu padatan. Efek tsb dapat diperoleh dengan menggunakan medan listrik pada bahan kristalin yang emmpunyai sifat pemendaran khusus dan dapat dikontrol. Hingga saat ini terdapat sumber cahaya electroluminescent yaitu :

-          Light Emiting Dioede (LED)

-          Panel Electroluminescent

LED adalah bahan semi-konduktor yang mengeluarkan cahaya ketika arus listrik melaluinya. Sebagaimana dioda lainnya LED terdiri dari pasangan bahan semi konduktor P dan N seperti :

Bila sumber arus listrik diberikan kepada LED (kutub negatif dihubungkan dengan N dan kutub positif dngan P) maka lobang akan mengalir ke arah N dan elektron ke arah P. Cahaya yang dihasilkan LED bermacam-macam tergantung bahan semi-konduktor yang digunakan.

Penggunaan LED antara lain untuk teks atau gambar yang ebrgerak yang disebut displai penomoran alpha (terdiri dari 35 titik), penomoran 7 segmen (untuk displai nomor digital).

Keuntungan lampu LED :

·         Mempunyai efisiensi lumen per watt tinggi.

·         Mempunyai warna yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan tanpa menambah filter sehingga menghemat biaya.

·         Ukurannya kecil >2 mm² sehingga dapat digabung-gabungkan tanpa memerlukan banyak ruang

·         Dapat dihidup-matikan dengan cepat

·         Dapat dihidup-matikan tanpa mengurangi umur.

·         Mudah dipasang dimmer.

·         Mati perlahan-lahan, tidak mendadak.

·         Berumur panjang 35.000-50.000 jam

·         Tahan goncangan

·         Dapat difokuskan dengan mudah tanpa alat tambahan

·         Tidak mengandung merkuri

Kerugian :

·         Saat ini harganya masih relatif mahal

·         Terpengaruh oleh suhu.

·         Peka terhadap tegangan listrik.

·         Kualitas warna sering menyebabkan warna objek tidak alami karena spektrum cahaya LED berbeda dengan lampu pijar dan matahari

·         Blue hazard, lampu LED biru dan putih diduga memancarkan cahaya di atas persyaratan sehingga dapat mengganggu kesehatan mata.

·         Blue pollution, lampu LED putih memancarkan gelombang warna biru yang sangat kuat sehingga dapat mengganggu lingkungan.

 

Tabel perbandingan Efikasi :

Sumber	Efikasi (lm/W)
Lilin	0,1
Lampu minyak	0,3
Lampu Edison yang pertama	1,4
Lampu Edison th 1910	4,5
Lampu pijar modern	14-18
Lampu halogen tungsten	16-20
Lampu fluoresen	50-85
Lampu merkuri	40-70
Lampu metal halida	60-80
Lampu HPS	90-100
Lampu LED	115-180

Panel electroluminescent adalah sumber cahaya datar yang cahayanya merupakan emisi bahan-bahan dielektrik sehingga sumber cahaya ini dapat pula dikatakan sebagai light-emiting capacitor. Dasar pemikirannya, serbuk fluoresen dapat diaktifkan oleh medan listrik baik yang disebabkan oleh arus searah maupun arus bolak-balik.

Konstruksi panel electroluminescent bervariasi, tetapi secara garis besar panel tsb terdiri dari lapisan-lapisan tipis bahan dielektrik dengan serbuk fluoresen selang-seling yang diapit dengan lempengan konduktor sebagai elektroda. Salah satu konduktor harus terbuat dari bahan yang transparan sehingga emisi yang terjadi dapat dilihat. Konstruksi teakhir lempengan konduktor ada 3 macam : panel keramik, panel plastik, dan film pengemisi cahaya.

Panel keramik terdiri dari beberapa lapisan enamel di atas lembaran baja tipis pertama pelapisan enamel dicampur dengan dielektrik Barium Titanat, kemudian lapisan enamel dicampur dengan Pospor dan lapisan paling atas adalah lapisan konduktor timah oksida transparan yang dilapisi dengan enamel transparan untuk melindungi panel dari uap air dan perlindungan mekanis. Ketebalan total panel skitar 0,15 mm. Panel plastik pada dasarny sama dengan panel keramik, tetapi pada panel plastik elektroda dilapisi dengan Indium Oksida yang posisinya di atas Pospor dan Barium Titanat. Filmpengemisi cahaya terdiri dari ebberapa laisan sangat tipis (fungsi sama seperti panel lainnya) ditempel pada lembar gelas atau keramik di dalam udara vakum.

Fluoresen ZnS yang ditambah dengan aktivator tembaga menghasilkan emisi berwarna biru atau hijau sedangkan jika aktivatornya Mangan menghasilkan emisi berwarna kuning. Warna lainnya dapat dihasilkan dari eksitasi sekunder dengan cara memodifikasi pewarnaan fluoresen (fluoresen kaskade).

Panel electroluminescent menggunakan tegangan 110 V atau 220 V, tidak memerlukan oembatas arus/balast. Cahaya yang diemisikan dipengaruhi oleh jenis panel, tegangan, dan frekuensi suplai.

Pada penelitian dengan menngunakan sumber listrik berfrekuensi 5 kHz dapat diperoleh kebeningan 3000 cd/m² tetapi pada penggunaan sehari-hari umumnya kebeningan dibuat 10-50 cd/m² .

Efikasi panel 2,5-5 lm/W dan daya yang diperlukan 20mW/cm². Umur panel electroluminescent berkisar antara 10000-20000 jam, dengan depresiasi emisi secara bertahap.

Pemakaian panel electroluminescent antara lain :

-          Penerangan kamar tidur

-          Panel instrumen di pesawat terbang

-          Permukaan jam

-          LCD (Liquid Crystal Display) pada monitor laptop

Panel electroluminescent tidak digunakan pada penyimpanan gambar dengan sinar X, maupun keperluan Radar.