PRAKATA

Puji sukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya

makalah yang berjudul “Konversi Listrik ke Cahaya”. Atas dukungan moral dan

materi yang diberikan dalam penyusunan makalah ini, maka penulis mengucapkan

terimakasih kepada

Bapak Sugeng Purbawanto, S.Pd, M.Pd selaku Dosen Pengampu mata kuliah

Dasar Konversi Energi yang memberikan kesempatan untuk mengeksplore potensi

diri dengan secara bebas belajar dari manapun

Saefudin selaku mahasiswa D3 Teknik Elektro Unnes juga sahabat penulis

yang membantu sarana dan dukungan dalam proses pembuatan makalah

Penulis menyadari bahwa makalah ini belum sempurna, oleh karena itu saran

dan kritik dari pembaca yang budiman sangat dibutuhkan untuk penyempurnaan

makalah ini

Semarang, Mei 2014

Penulis

i

DAFTAR ISI

PRAKATA.............................................................................................. i

DAFTAR ISI........................................................................................... ii

BAB I PENDAHULUAN....................................................................... 1

1.1 Latar Belakang....................................................................... 1

1.2 Ruang Lingkup...................................................................... 2

1.3 Tujuan Penulisan................................................................... 3

1.4 Manfaat Penulisan................................................................. 3

BAB II ISI............................................................................................... 4

2.1 Definisi Lampu Pijar............................................................. 4

2.2 Komponen Penyusun............................................................. 4

2.3 Prinsip Kerja Lampu Pijar..................................................... 7

BAB III PENUTUP................................................................................. 9

3.1 Kesimpulan............................................................................ 9

DAFTAR PUSTAKA............................................................................. 10

ii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sudah tak dapat dipungkiri bahwa energi listrik telah menjadi kebutuhan

hampir pokok tiap orang. Walaupun ketika terjadi pemadaman listrik dan di

suatu tempat yang belum terjamah energi ini manusia tetap bisa menjalankan

aktifitasnya, namun energi ini sudah berasa menjadi hal yang tidak boleh hilang

dari edaran siklus kehidupan manusia. Berbagai macam sarana atau alat

pembantu aktifitas manusia yang bekerja menggunakan Energi listrik telah

banyak diciptakan. Salah satunya saat lampu pijar tercipta, alat ini membantu

dalam bidang penerangan. Yaitu menjadikan energi listrik menjadi cahaya, yang

menjadikan terang suatu keadaan yang gelap.

Lampu pijar pertama kali diperkenalkan oleh Thomas Alfa Edison pada

akhir abad ke-18, dimana cahaya yang dihasilkan oleh lampu pijar merupakan

efek hasil pemanasan pada kawat filament oleh arus listrik.

Pengembangan lampu pijar sudah dimulai pada awal abad XIX. Sejarah

lampu pijar dapat dikatakan telah dimulai dengan ditemukannya tumpukan

voltaoleh 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 lanjut.

Pada tahun1870-an, Thomas Alva Edison mulai ikut serta dalam usaha

merancang lampu pijar. Dengan menggunakan elemen platina, Edison

mendapatkan paten pertamanya pada bulan April 1879. Rancangan ini relative

tidak praktis namun Edison tetap berusaha mencari elemen lain yang dapat

1

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 filament 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.

Pada awalnya lampu pijar menggunakan filament karbon, tetapi filament

karbon mudah putus pada suhu tinggi, sehingga pada perkembangan selanjutnya

digunakan filament tungsten karena memiliki temperature lebur yang lebih

tinggi, mempunyai laju pendinginan yang rendah pada temperature tinggi, dan

memiliki kerugian panas yang rendah. Selain itu filament tungsten mudah

dibentuk menjadisingle helix untuk lampu dengan daya kecil dan double

helix untuk gaya yang lebih besar.

Untuk dapat berpijar kawat filament harus bebas dari udara luar. Bila

terkena udara luar dapat berakibat filament terbakar atau putus, karena itu kawat

filament dilindungi bola lampu dimana pada bagian dalamnya divakum.

Lampu-lampu terdahulu terbuat dari filament karbon yang terbungkus di

dalam sebuah penutup gelas hampa udara. Sekarang ini filament-filamen terbuat

dari kawat wolfram karena titik leburnya sangat tinggi yaitu 3655 K ( Neidle,

1991:259 ).

1.2. Ruang Lingkup

Makalah ini akan membahas tentang Prinsip Pengonversian Energi Listrik

menjadi Cahaya, contoh alat yang berkaitan dengan konversi listrik ke cahaya

yaitu lampu pijar, beserta detil bagian penyusun dan prinsip kerja lampu pijar

2

1.3. Tujuan Penulisan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk mempelajar konversi

energi listrik ke cahaya

1.4. Manfaat Penulisan

Hasil dari penulisan ini diharapkan dapat memberikan manfaat kepada

semua pihak, khususnya kepada mahasiswa untuk menambah pengetahuan dan

wawasan tentang konversi energi listrik ke cahaya. Beserta prinsip kerja lampu

pijar sebagai alat yang terbentuk atas dasar konversi energi listrik ke cahaya.

3

BAB II

ISI

2.1. Definisi Lampu Pijar

Lampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui

penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan

menghasilkan cahaya. Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut

menghalangi udara untuk berhubungan dengannya sehingga filamen tidak akan

langsung rusak akibat teroksidasi.

2.2. Komponen Penyusun

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.

Gambar 1. Penyusun Lampu Pijar

4

Keterangan

1. 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.

2. Gas bertekanan Rendah

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.

3. Filamen Wolfarm

Wolfram adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang

memiliki lambang W dan nomor atom 74. Nama unsur ini diambil

dari bahasa Latin wolframium dan sering juga disebut tungsten. Logam

transisi yang sangat keras dan berwarna kelabu sampai putih ini

ditemukan pada mineral seperti wolframit dan schelit. Wolfram

memiliki titik lebur yang lebih tinggi dibandingkan zat non-

aloy lainnya. Sifat-sifat wolfram adalah keras, titik cair tinggi 3400°C

dan titik didih 5900°C, dapat digilas menjadi lembaran dan bila dipadu

dalam baja perkakas, akan memperbaiki ketahanan ausnya dan sifat

tahan hangatnya.

5

Gambar 2. Filamen Lampu Pijar

Wolfram merupakan salah satu logam langka yang terdapat

dalam batuan yang mempunyai nilai ekonomis tinggi. Wolfram juga

merupakan salah satu unsur langka yang mungkin ada dalam mineral

hasil tambang Indonesia yang mempunyai nilai ekonomi yang cukup

tinggi, tapi belum dapat perhatian dari para peneliti. Padahal

diperkirakan unsur ini hampir selalu ada menyertai unsur-unsur utama

khususnya besi. Bentuk murni Wolfram digunakan terutama pada

perangkat elektronik. Senyawa dan aloy-nya digunakan secara luas

untuk banyak hal, yang paling dikenal adalah sebagai filamen

bola lampu, tabung sinar-x, dan superaloy.Kegunaan wolfram

diantaranya adalah sebagai kawat filament pada bola lampu pijar dan

bahan baku industry alloy.

4. Kawat penghubung ke kaki tengah

Kawat yang digunakan untuk menghubungkan kaki tengah

dengan filamen. Berupa kawat konduktor, biasanya dari tembaga

5. Kawat penghubung ke ulir

6

Kawat yang digunakan untuk menghubungkan kaki tengah

dengan ulir. Berupa kawat konduktor, biasanya dari tembaga atau

alumunium.

6. Kawat penyangga

Kawat yang digunakan untuk menahan filamen wolfarm agar

tetap pada tempat yang diinginkan.

7. Kaca penyangga

Kaca yang digunakan sebagai dasar kawat penyangga, agar

kawat penyangga bisa tetap tegak dalam waktu lama.

8. Kontak listrik di ulir

Kawat tipis sebagai penghantar arus ke filamen wolfarm

9. Sekrup ulir

Digunakan agar lampu bisa terpasang erat pada sambungan

sumber listrik, karena dibuat ulir.

10. Isolator

Sebagai pemisah antara sekrup ulir dengan bagian dalam lampu,

agar tidak terjadi arus bocor didalam lampu

11. Kontak listrik kaki tengah

Sebagai komponen yang mendapatkan Nol dari sumber listrik

2.3. Prinsip 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 kutub

positif.

7

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 foton. 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.

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.

8

BAB III

PENUTUP

2.4. Kesimpulan

Konversi Energi listrik ke cahaya yaitu perubahan bentuk energi listrik

menjadi energi cahaya. Energi cahaya begitu bermanfaat bagi pola kehidupan

manusia, sebagai penerangan pengganti sinar matahari.

Suatu alat yang mengambil konsep dari konversi listrik ke cahaya

adalah lampu. Lampu yang diciptakan pertama kali yaitu lampu pijar yang

prinsip kerjanya menjadikan arus listrik menjadi cahaya dengan memanfaatkan

filamen wolfarm sebagai medianya.

9

DAFTAR PUSTAKA

http://www.anneahira.com/sejarah-lampu.htm

diakses pada 20/5/2014 22:36 WIB

http://radelyrachemistry.blogspot.com/2012/12/wolfram.html

diakses pada 24/5/2014 21:54 WIB

http://id.wikipedia.org/wiki/Lampu_pijar#Bola_lampu

diakses pada 25/5/2014 16:29 WIB

10

Makalah

Lampu Pijar Sebagai Alat yang Bekerja

Atas Prinsip Dasar Konversi Energi Listrik ke Cahaya

Disususun guna memenuhi tugas mata kuliah Dasar Konversi Energi

yang diampu oleh Bapak Drs. Sugeng Purbawanto, M.T

Oleh

Nama : Mujib RiyadiNIM : 5301410068Prodi : Pend. Teknik Elektro, S1

FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2014