sifat dan manfaat gas neon
DESCRIPTION
Sifat Dan Manfaat Gas NeonTRANSCRIPT
SIFAT DAN MANFAAT GAS NEON
Tugas Bahan Listrik
OLEH :
PUTU RUSDI ARIAWAN
NIM: 0804405050
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
JIMBARAN-BALI
2010
PUTU RUSDI ARIAWAN ii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa, karena atas
berkat rahmat dan petunjuk-Nyalah Paper Sifat Dan Manfaat Gas Neon ini dapat
diselesaikan. Dengan karunia kesehatan dan kesempatan dari-Nya pula, laporan
ini pun dapat rampung tepat pada waktunya.
Ucapan terima kasih kami berikan kepada semua pihak yang telah banyak
membantu kami dalam penyusunan laporan ini. Khususnya kepada Dosen mata
kuliah Bahan Listrik Jurusan Teknik Elektro dan juga berbagai pihak yang tidak
dapat kami sebutkan satu persatu.
Laporan ini bertujuan untuk memenuhi tugas mata kuliah Bahan Listrik.
Disamping itu juga untuk memberikan informasi kepada para pembaca mengenai
materi Sifat Dan Manfaat Gas Neon.
Kami menyadari sepenuhnya laporan ini masih jauh dari sempurna,
sehingga kami sebagai penyusun mengharapkan berbagai saran dan kritik yang
bersifat membangun, agar nantinya dapat dijadikan pedoman bagi kami dalam
penyusunan laporan berikutnya.
Denpasar, Mei 2010
Penyusun
PUTU RUSDI ARIAWAN iii
ABSTRAK
Neon digunakan untuk membuat lampu-lampu reklame, yang emmberi cahaya merah. Neon juga digunakan untuk pembuatan lampu penerangan sebagi pengganti lampu pijar. Neon cair dapat digunakan sebagai pendingin untuk menciptakan suhu rendah, selain itu neon juga digunakan untuk membuat indikator tegangan tinggi, penangkal petir dan tabung-tabung televisi.
PLN memastikan bahwa pemakaian lampu hemat energi (LHE) atau compact fluorescent lamp(lamp) yang lebih dikenal sebagai lampu neon oleh masyarakat ini akan dapat menghemat pasokan energi listrik yang harus dikeluarkan PT. Perusahaan Listrik Negara (PLN) hingga 80 % atau seperlima dari biaya listrik lampu pijar. Permasalahan yang muncul adalah masyarakat cenderung memilih lampu pijar ketimbang lampu hemat energi (berlogo energi saving) karena harga dari lampu pijar lebih terjangkau selain itu sebagian besar konsumen PLN belum mengetahui kalau sebenarnya lampu hemat lebih ekonomis dari pada lampu pijar.
Dari penelitian yang telah dilakukan PT. PLN terlihat bahwa lampu neon lebih tahan lama dibandingkan dengan lampu pijar dan cahaya lampu yang dihasilkan juga lebih terang dengan daya yang sama. Perbandingan antara lampu neon dengan lampu pijar adalah: lampu neon 9 Watt mampu tahan sampai 6000 jam ini memberikan daya yang sama dengan lampu pijar 40 watt. Keunggulan lain adalah lampu neon (LHE) dapat beroperasi pada tegangan 160-250 volt. Pada lampu pijar sebagian besar energi listrik (± 80 %) diubah menjadi energi kalor untuk memijarkan filamen lampu sehingga dihasilkan cahaya yang disertai panas. Jadi pada lampu pijar energi yang diubah menjadi cahaya ± 20 %.
Kata Kunci: Lampu pijar, Neon.
PUTU RUSDI ARIAWAN iv
DAFTAR ISI
JUDUL .............................................................................................................i
KATA PENGANTAR................................................................................. ii
ABSTRAK .................................................................................................. iii
DAFTAR ISI .............................................................................................. iv
DAFTAR GAMBAR .................................................................................. vi
DAFTAR TABEL ...................................................................................... vii
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ................................................................................ 1
1.2 Rumusan Masalah ........................................................................... 2
1.3 Tujuan Penulisan ............................................................................. 2
1.4 Manfaat Penulisan ........................................................................... 3
1.5 Batasan Masalah ............................................................................. 3
1.6 Sistematika Pembahasan .................................................................. 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................ 5
2.1 Unsur-Unsur Gas Mulia................................................................... .5
2.2 Sifat-Sifat Fisis Gas Mulia............................................................... 6
2.3 Kegunaan Gas Mulia ....................................................................... 7
2.3.1 Kegunaan Helium...................................................................... 7
2.3.2 Kegunaan Neon..........................................................................7
2.3.3 Kegunaan Argon........................................................................7
2.3.4 Kegunaan Kripton......................................................................7
2.3.5 Kegunaan Xenon........................................................................8
2.4 Perkembangan Tabung Hampa ........................................................ 8
2.4.1 Lucutan Listrik Dalam Gas....................................................... 8
BAB III METODELOGI PENELITIAN................................................... 12
3.1 Tempat dan Waktu Pencarian Data ................................................ 12
3.2 Data ............................................................................................... 12
3.2.1 Jenis data ............................................................................ 12
3.2.2 Sumber data........................................................................ 12
PUTU RUSDI ARIAWAN v
3.2.3 Metode pengumpulan data ................................................. 12
3.3 Tahap-tahap Pengolahan Data ....................................................... 13
3.4 Teknik mengambil kesimpulan ...................................................... 13
BAB IV PEMBAHASAN............................................................................ 14
4.1 Gas- Gas Pengisi Tabung Lampu dan Fungsi Gas Pengisi Tabung
Lampu............................................................................................ 14
4.2 Prinsip Kerja dan Perkembangan Lampu Neon .............................. 14
4.3 Prinsip Kerja dan Perkembangan Lampu Pijar ................................ 17
4.4 Efisiensi Lampu Neon dibandingkan dengan Lampu Pijar .............. 19
BAB V PENUTUP
5.1 Simpulan........................................................................................... 20
5.2 Saran-saran ....................................................................................... 20
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 21
PUTU RUSDI ARIAWAN vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Tabung Bertekanan ±20 mmHg ................................................ 9
Gambar 2.2 Tabung Bertekanan ±5 mmHg .................................................. 9
Gambar 2.3 Tabung Gas Pada Tekanan ± 0.05 mmHg ................................. 10
Gambar 2.4 Tabung Gas Pada Tekanan ±0.01 mmHg .................................. 10
PUTU RUSDI ARIAWAN vii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kelimpahan Gas Mulia di Udara.................................................. 4
Tabel 2.2 Data Fisis Unsur Gas Mulia......................................................... 5
PUTU RUSDI ARIAWAN 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Masalah kelistrikan di Bali makin hari makin mengkhawatirkan, hal ini
disebabkan keterbatasan daya untuk distribusi di daerah Bali sendiri. Keterbatasan
ini dengan jelas dapat dilihat dari pemadaman listrik yang dilakukan secara bergiliran
di setiap daerah oleh PLN, selain itu seringnya terjadi fluktuasi listrik (lonjakan
tegangan secara tiba-tiba) yang bisa langsung dirasakan dengan ditandai perubahan
lampu listrik yang tiba-tiba meredup ataupun terlihat melaui stavolt, fluktuasi
tegangan dapat menimbulkan kerusakan pada peralatan listrik, seperti rusaknya
hardisk komputer,rusaknya sinyal televisi dan alat elektronik lainnya. Fluktuasi ini
disebabkan karena ketidakstabilan tegangan listrik (tegangan yang naik-turun) yang
biasanya terjadi pada “jam-jam sibuk” yaitu pada jam 6 malam sampai jam 10 malam
yang menyebabkan terjadinya “peak load” (peak load adalah saat dimana besarnya
tegangan beban yang dipakai konsumen mencapai titik tertinggi yaitu tegangan
maksimum.
Dari keterbatasan suplai atau persediaan listrik yang ada di Bali dan untuk
kepentingan dimasa yang akan datang PLN sebagai satu-satunya perusahaan
bertanggung jawab terhadap listrik di Indonesia dan Bali khususnya telah
merencanakan pembangunan pembangkti di Bali dari pada menambah kabel transmisi
Jawa-Bali karena dianggap lebih ekonomis, selain itu juga diperlukan kesadaran dari
masyarakat untuk melakukan penghematan pemakaian listrik adapun yang dapat
dilakukan oleh masyarakat untuk menghemat pemakaian listrik adalah dengan
meminimalkan pemakaian listrik yang tidak perlu, meminimalkan penggunaan listrik
pada jam sibuk atau tegangan puncak yaitu pada jam 6 malam sampai jam 10 malam,
sedangkan pihak PLN sendiri telah bekerja sama dengan Philip berupaya untuk
PUTU RUSDI ARIAWAN
2
memasyarakatkan penggunaan lampu hemat energi (lampu neon), dengan lampu
hemat ini beban konsumsi daya menurun sementara ruangan tetap terang.
PLN memastikan bahwa pemakaian lampu hemat energi (LHE) atau compact
fluorescent lamp(lamp) yang lebih dikenal sebagai lampu neon oleh masyarakat ini
akan dapat menghemat pasokan energi listrik yang harus dikeluarkan PT. Perusahaan
Listrik Negara (PLN) hingga 80 % atau seperlima dari biaya listrik lampu pijar.
Permasalahan yang muncul adalah masyarakat cenderung memilih lampu pijar
ketimbang lampu hemat energi (berlogo energi saving) karena harga dari lampu pijar
lebih terjangkau selain itu sebagian besar konsumen PLN belum mengetahui kalau
sebenarnya lampu hemat lebih ekonomis dari pada lampu pijar.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan masalah tersebut di atas, maka dapat dirumuskan beberapa hal
sebagai berikut:
1. Jenis gas apa saja yang bisa digunakan pengisian tabung lampu, dan apa fungsi
gas tersebut?
2. Bagaimana perkembangan lampu neon serta prinsip kerja lampu neon tersebut
hingga dapat menghasilkan sinar?
3. Bagaimana perkembangan lampu pijar serta prinsip kerja lampu pijar tersebut
hingga dapat menghasilkan sinar?
4. Jenis logam apa saja yang digunakan sebagai filamen pada lampu pijar?
5. Mengapa lampu neon lebih terang dari pada lampu pijar pada tegangan atau daya
yang sama?
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari pembahasan karya ilmiah ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui gas apa saja yang bisa digunakan sebagai pengisi tabung lampu.
2. Mengetahui sifat-sifat gas-gas pengisi tabung lampu.
3. Mengetahui fungsi-fungsi dari gas pengisi tabung lampu.
PUTU RUSDI ARIAWAN
3
4. Mengetahui penyebab lampu neon lebih terang daripada lampu pijar untuk
tegangan atau daya yang sama.
5. Mengetahui cara kerja dari masing jenis lampu (lampu pijar dan lampu neon)
sehingga dapat menghasilkan cahaya.
6. Mengetahui keunggulan-keunggulan lampu neon dibandingkan dengan lampu
pijar.
1.4 Manfaat
Manfaat dari pembahasan diharapkan didapatkan data sebagai acuan di dalam
mengetahui sifat-sifat dan fungsi gas-gas neon dan mendapatkan penyebab lampu
neon lebih terang daripada lampu pijar untuk tegangan atau daya yang sama dan
keunggulan-keunggulan lampu neon dibandingkan dengan lampu pijar, sehingga
pemanfaatan gas neon lebih dimaksimalkan lagi.
1.5 Ruang lingkup dan Batasan Masalah
Melihat luasnya permasalahan dalam penyusunan karya ilmiah ini, maka perlu
dibatasi permasalahannya pada masalah materi pada pemanfaatan gas neon sebagai
pengisi gas lampu dan gas lainnya yang disinggung seperlunya untuk menunjang
pengetahuan dalam membaca makalah ini. Selain itu akan dijelaskan pula tentang
lampu pijar yang digunakan hanya sebagai pembanding tingkat keefisienannya
terhadap penggunaan daya.
1.6 Sistematika Pembahasan
Adapun sistematika pembahasan yang digunakan dalam penulisan laporan ini
adalah :
BAB I : PENDAHULUAN
PUTU RUSDI ARIAWAN
4
Berisikan secara lengkap gambaran umum isi tulisan, mulai latar
belakang, rumusan masalah, tujuan, manfaat, batasan masalah yang akan
dibahas dan sistematika penulisan mengenai sifat dan manfaat gas neon.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Dalam bab ini memaparkan kepustakaan yang berisikan tentang konsep
dan penggunaan secara umum dan unsur-unsur gas muliah beserta sifat
dan manfaatnya.
BAB III : METODE PENELITIAN
Dalam bab ini diuraikan tempat dan waktu penelitian, sumber data dan
jenis data.
BAB IV : PEMBAHASAN
Dalam bab ini membahas hasil penelitian yang telah dilakukan guna
mengetahui sifat dan manfat gas neon.
BAB V : PENUTUP
Merupakan bab yang berisikan kesimpulan dari uraian pembahasan dan
saran-saran yang menghubungkan dengan pembahasan sebelumnya.
PUTU RUSDI ARIAWAN 5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Unsur-Unsur Gas Mulia
Dalam sistem periodik unsur-unsur gas neon menempati golongan VIII A
yang secara umum dikenal sebagai golongan gas mulia. Disebut gas mulia karena gas
ini merupakan gas yang stabil karena mempunyai elektron valensi 0 (elktron valensi
merupakan elektron terluar dari suatu atom yang menentukan sifat-sifat suatu unsur)
dan tidak mudah bereaksi dengan gas lain. Selain neon gas mulia yang lain adalah
Helium, Argon, Kripton, Xenon dan Radon. Semua unsur gas mulia (kecuali radon)
terdapat diudara. Kelimpahan gas mulia di udara ditunjukkan oleh tabel 2.1.
Tabel 2.1 Kelimpahan Gas Mulia di Udara
Gas Mulia Simbol Kelimpahan (ppm-volum)
Helium He 5.24
Neon Ne 18.2
Argon Ar 9340
Kripton Kr 1.14
Xenon Xe 0.087
Radon Rn -
PUTU RUSDI ARIAWAN
6
Gas-gas mulia selain radon, diperoleh dari destilasi bertingkat udara cair.
Komponen-komponen gas mulia yang terdapat dialam yang paling banyak adalah
helium, hal ini disebabkan karena helium merupakan komponen penting dari matahari
dan dan bintang-bintang lainnya.
2.2 Sifat-Sifat Fisis Gas Mulia
Semua unsur gas mulia berwujud gas pada suhu kamar dan mendidih hanya
beberapa derajat diatas titik cairnya. (mempunyai titik didih rendah). Gas-gas mulia
dialam terdapat sebagai molekul monoatomik (atomnya berdiri sendiri) yang
disebabkan oleh sifatnya yang sangat stabil dan sangat sukar bereaksi dengan unsur
lain. Beberapa sifat fisis yanbg penting dari gas mulia diperlihatkan oleh tabel 2.2.
Tabel 2.2 Data Fisis Unsur Gas Mulia
Sifat He Ne Ar Kr Xe Rn
Nomor atom 2 10 18 36 54 86
Elektron Valensi 2 8 8 8 8 8
Jari-jari Atom (A) 0.50 0.65 0.95 1.10 1.30 1.45
Titik Leleh (oC) -272.2 -248.6 -189.4 -157.2 -111.8 -71
Titik Didih (oC) -268. -246.0 -185.9 -153.4 -108.1 -62
Energi pengionan (kj/mol) 2640 2080 1520 1350 1170 1040
Afinitas elektron (kj.mol) 21 29 35 39 41 41
Rapatan (g/L) 0.178 0.900 1.78 3.73 5.89 9.73
PUTU RUSDI ARIAWAN
7
2.3 Kegunaan Gas Mulia
Kegunaan dari gas mulia kebanyakan karena sifatnya yang sukar bereaksi,
sehingga sebagaian besar dari gas ini mempunyai kegunaan yang hampir sama.
2.3.1 Kegunaan Helium
Sifat utama gas ini adalah tidak terbakar dan mempunyai rapatan yang paling
rendah setelah hidrogen, oleh karena sifatnya inilah helium banyak digunakan sebagai
pengisi balon meteorologi maupun kapal balon. Helium digunakan secara luas dalam
riset yang menghendaki suhu sangat rendah. Dengan menguapkan helium cair dapat
dicapai suhu yang rendah sekali mendekati nol absolut.
2.3.2 Kegunaan Neon
Neon digunakan untuk membuat lampu-lampu reklame, yang emmberi cahaya
merah. Neon juga digunakan untuk pembuatan lampu penerangan sebagi pengganti
lampu pijar.Neon cair dapat digunakan sebagaipendingin untuk menciptakan suhu
rendah, selain itu neon juga digunakan untuk membuat indikator tegangan tinggi,
penangkal petir dan tabung-tabung televisi.
2.3.3 Kegunaan Argon
Argon dapat digunakan sebagai pengganti heliumuntuk menciptakan atmosfer
inert. Penggunaan argon akan semakin banyak karena jumlahnya yang berlimpah
diudara sedangkan helium lebih terbatas. Kegunaan argon yang penting adalah untuk
pengisi lampu pijar karena tidak bereaksi dengan kawat wolfram yang panas sampai
putih (tidak seperti nitrogen dan oksigen).
2.3.4 Kegunaan Kripton
Kripton digunakan bersama-sama untuk pengisi lampu fluoresensi (lampu
tabung). Juga digunakan untuk lampu kilat fotografi berkecepatan tinggi. Bahkan
PUTU RUSDI ARIAWAN
8
salah satu garis spektrum dari kripton digunakan sebagai standar panjang untuk
meter.
2.3.5 Kegunaan Xenon
Xenon banyak digunakan untuk pembuatan lampu tabung elektron, selain itu
juga digunakan dalam bidang energi atom dalam ruang gelembung.
2.4 Perkembangan Tabung Hampa
Titik tolak lain dari perkembangan lampu tabung yang paling penting adalah
pembuatan tabung hampa udara. Setelah Otto Van Gueriche di tahun 1650 mampu
membuat ruang hanpa udara , di tahun 1855 Heinrich Geissler, ilmuwan Jerman,
yang menemukan cara untuk memompa udara dalam ruangan hingga 99.9% dari
udara normal, akibatnya udara dalam ruangan akan bertekanan 0.01% dari tekanan
udara normal. Penemuan tabung hampa itu dapat diciptakan berbagai alat , termasuk
tabung sinar katode yang menghasilkan sinar katode sebagai yang nantinya menjadi
prinsip dasar dari pembuatan berbagai jenis lampu listrik.
2.4.1 Lucutan Listrik Dalam Gas
Tabung lucutan adalah tabung kaca yang memiliki elktrodedi kedua ujungnya
yaitu Anode disalah satu ujung tabung kaca dan Katode diujung yang lain. Anode dan
Katode terpisah pada jarak tertentu dengan udara sebagai bahan isolasinya dan
dihubungkan dengan tegangan tinggi yaitu ± 30.000 V sampai dengan tegangan
50.000 V. Tekanan gas dalam tabung lucutan tersebut dapat diukur dengan pompa
vakum, ternyata setelah diuji dan dilakukan berbagai percobaan terjadi berbagai
fenomena-fenomena yang menarik perhatian, yaitu antara lain:
a Pada tekanan gas ± 20 mmhg, pada tabung tampak jalur berwarna ungu
bergelombang, hal ini menunjukkan bahwa udara pada tekanan rendah bersifat
sebagai konduktor. Hal ini menunjukkan tegangan tembus udara pada tekanan
rendah (bisa dibilang vakum) adalah sangat kecil sehingga sifat udara sebagai
PUTU RUSDI ARIAWAN
9
isolasi berubah menjadi konduktor. Selebihnya dapat dilihat pada gambar 2.1
berikut:
Gambar 2.1 Tabung Bertekanan ±20 mmHg
b Pada tekanan gas ± 5 mmHg akan timbul pijar negatif yang berwarna kebiru-
biruan didekat katode, sedangkan didalam tabung timbul pijar merah muda yang
disebut dengan kolom positif. Diantara pijar negatif dan kolom positif terdapat
ruang gelap yang disebut Ruang Gelap Paraday (RGF) seperti yang ditunjukkan
pada gambar 2.2 berikut.
Gambar 2.2 Tabung Bertekanan ±5 mmHg
c Pada tekanan gas ± 0.05 mmHg, pijar negatif bergeser ketengah dan pada katode
timbul lagi pijar katode dan pada anode timbul pijar anode. Kolom-kolompositi
berubah menjadi strip-strip. Antara pijar negatif dengan pijar katode terdapat
PUTU RUSDI ARIAWAN
10
ruang gelap yang disebut dengan Tuang Gelap Crookes (RGC) sedangkan Ruang
Gelap Paraday bertambah lebar. Ditunjukkan oleh gambar 2.3.
Gambar 2.3 Tabung Gas Pada Tekanan ± 0.05 mmHg
d Pada tekanan gas ± 0.01 mmHg, kolom positif dan kolom pijar negatif hilang
sedangkan Ruang Gelap Crookes (RGC) bertamabah dan mengisi seluruh tabung.
Seperti terlihat pada gambar 2.4. pada saat ini dinding tabung berfluoresensi
hijau. Warna tersebut bergantung pada gas yang diisikan pada tabung dan warna
dari gelas tabung. Mislnya warna jingga terjadi jika kaca tabung berwarna
berwarna merah dan diisikan gas neon. Selain itu akan terjadi warna kuning jika
pada tabung tersebut diisi gas natrium, misalnya pada lampu yang dipasang
dipinggir jalan.
Gambar 2.4 Tabung Gas Pada Tekanan ±0.01 mmHg
PUTU RUSDI ARIAWAN
11
Berdasarkan peristiwa-peristiwa yang terjadi pada tabung lucutan tersebut,
tabung lucutan kemudian dikembangkan beranekaragam janis lampu dan lapu yang
dikembangkan ini dikenal dengan lampu fluorescent karena menghasilkan cahaya
dengan cara mem-fluoresensikan gas yang terdapat pada tabungnya (gas pengisi
tabung).
PUTU RUSDI ARIAWAN 12
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Pencarian Data
Dalam penyusunan karya ilmiah ini dilakukan di Kampus Bukit Jimbaran,
yang dilaksanakan pada bulan Maret 2008.
3.2 Data
3.2.1 Sumber data
Data yang digunakan pada proses penyusunan karya ilmiah ini diperoleh dari
literatur-literatur yang berupa konsep dan aplikasi dari gas neon serta sumber online
(internet).
3.2.2 Jenis data
Data yang digunakan dalam menganalisis adalah data sekunder yang berasal
dari kajian pustaka dengan data-data sebagai berikut :
1. Bahan-bahan listrik untuk Politeknik
Oleh : Drs.Muhaimin
2. Media internet
- www.elektroindonesia.com
- Http://www.ugm.ac.id/index.php?page=rilis&artikel=120
- Http;//www. wikipedia.org/wiki.com
3.2.3 Metode Pengumpulan Data
Dalam penulisan makalah ini, terdapat beberapa metode yang digunakan
untuk mencari materi pembahasan, yaitu:
PUTU RUSDI ARIAWAN
13
1. Metode pengamatan langsung, pada tahap ini penulis mengamati langsung dan
cara kerja lampu pijar dengan lampu neon dan membandingkan tingkat
keefisienannya dalam penggunaan daya listrik
2. Metode Kepustakaan, pada tahap ini penulis mencari sumber-sumber yang dapat
digunakan sebagai acuan dalam pembahasan materi lebih lanjut. Adapun sumber-
sumber yang digunakan penulis dalam melakukan pembahasan antara lain melalui
buku-buku yang berkaitan dengan materi yang dibahas, serta mencari informasi
lebih lanjut melalui internet.
Kedua metode diatas digunakan untuk memperoleh hasil pembahasan yang
berdasarkan fakta / kenyataan yang terjadi.
3.3 Tahap-Tahap Pengolahan Data
Adapun tahap-tahap pengolahan data adalah sebagai berikut:
1 Mencari hal-hal penting yang berhubungan dengan penulisan dari buku-buku atau
literatur lainnya.
2 Menentukan rumusan masalah yang akan dibahas.
3 Menyusun data yang diperoleh menurut sistematika laporan.
4 Menarik kesimpulan yang bisa menjawab rumusan masalah.
3.4 Teknik Mengambil Kesimpulan
Berbagai pertimbangan penulis dalam menarik kesimpulan adalah sebagai
berikut.
1. Kesimpulan langsung berhubungan dengan rumusan masalah yang dibuat.
2. Kesimpulan diperoleh dari hasil pertimbangan yang tidak sepihak, tetapi
berdasarkan berbagai referensi.
3. Kesimpulan merupakan jawaban dari masalah dan tujuan penulisan
PUTU RUSDI ARIAWAN 14
BAB IV
PEMBAHASAN
4.1 Gas- Gas Pengisi Tabung Lampu dan Fungsi Gas Pengisi Tabung Lampu
Gas-gas yang bisa dijadikan sebagai pengisi tabung lampu banyak macamnya
misalnya gas oksigen dapat digunakan sebagai pengisi pada tabung lampu pijar tetapi
karena sifatnya yang membuat filamen tungsten tidak tahan terhadap panas membuat
gas ini tidak digunakan. Sebagai pengganti biasanya dipakai gas argon. Seperti telah
dijelaskan diatas gas-gas pengisi lampu tabung adalah kebanyakan dari golongan VIII
A yaitu gas mulia, hal ini dikarenakan sifatnya yang tidak mudah bereaksi dan
merupakan gas inert sehingga aman bagi filamen lampu yang sedang beroperasi pada
suhu yang tinggi.
Gas mulia yang antara lain helium, neon, argon, kripton, xenon dan radon ,
gas yang digunakan sebagai pengisi pada lampu tabung pada umumnya adalah gas
neon sehingga lampu fluoresen lebih dikenal sebagai lampu neon. Namun demikian
gas mulia yang lain juga dapat digunakan sebagai pengisi lampu misalnya gas argon
sebagai pengisi pada lampu pijar selain itu belakangan ini juga dikembangkan lampu
xenon, yaitu lampu yang menggunakan gas xenon sebagai gas pengisi pada tabung
lampu. Sifat dari gas ini adalah mudah memendar (berfluresensi) jika suhu dinaikkan
yang mengakibatkan timbulnya cahaya. Sehingga gas pengisi ini dapat dikatakan
mempunyai fungsi sebagai penghasil cahaya dan juga berfungsi menambah
kecenerlangan pada lampu. Oleh karena itulah gas neon banyak digunakan sebagai
gas pengisi tabung lampu.
4.2 Prinsip Kerja dan Perkembangan Lampu Neon
Lampu neon yang bertipe TL telah digunakan secara luas oleh masyarakat.
Sebuah penelitian menunjukkan bahwa 32 watt lampu TL akan menghasilkan cahaya
sebesar1700 lumens pada jarak 1 metersedangkan 75 watt balon biasa (bolam dengan
PUTU RUSDI ARIAWAN
15
filamen tungsten) menghasilkan 1200 lumen (lumen adalah satuan yang menyatakan
kekuatan/intensitas cahaya yang dihasilkan oleh lampu). Atau dengan kata lain
perbandingan efisiensi lampu neon dan lampu pijar adalah 53:16. efisiensi disini
diartikan sebagai intensitas cahaya yang dihasilkan dibagi dengan daya listrik yang
digunakan. Walaupun lampu TL (neon) mempunyai keuntungan yang besar yaitu
pada penghematan daya yang digunakan, lampu jenis ini juga mempunyai kelemahan,
yaitu:
1. Harga lampu yang mahal.
2. Tempat yang digunakanoleh satu set lampu besar.
Oleh karena lampu TL standar masih mempunyai kelemahan seperti yang
disebutkan diatas maka timbul pemikiran dari para ilmuwan untuk mengembangkan
lampu ini agar menjadi lebih sederhana dalam ukurannya, maka dari itu dibuatlah
ballas elektronik (yaitu rangkaian elektronik sebagai pengganti rangkaian lampu neon
yang standar) yaitu ballas yang bekerjanya tidak menggunakan gulungan kawat pada
inti besi, tetapi telah diganti dengan sistem rangkaian elektronik sehingga besarnya
rugi-rugi pada inti besi, menjadi tidak ada lagi dan hanya sedikit rugi karena adanya
rangkaian / sirkuit. Inilah yang menguntungkan dalam penghematan energi listrik
yang diserapnya, keuntungan lain yang didapat dari adanya ballas elektronik ini
adalah dapat diatur konsumsi arus listriknya dengan tetap mempertahankan besar
tegangan yang diinginkan, sehingga ballas elektronik dapat digunakan untuk sistem
pengaturan energi listrik sesuai dengan yang dibutuhkan pada sudut ruangan, selain
itu ballas juga menjadi lebih ringan. Dengan adanya ballas elektronik ini maka tempat
lampu neon ini dapat diperkecil seperti tempat lampu yang dimiliki oleh lampu
bolam.
Operasi lampu neon satandar hanya memerlukan komponen yang sedikit
yaitu: Ballas (berupa induktor), starter, dan sebuah kapasitor (pada umumnya tidak
digunakan) dan sebuah tabung lampu TL yang diisi dengan gas neon yang pada saat
elektrodenya mendapoat tegangan tinggi gas ini akan terionisasi sehingga
menyebabkan elektron-elektron pada gas itu bergerak dan memendarkan lapisan
PUTU RUSDI ARIAWAN
16
fluorescent pada lapisan tabung lampu. Fungsi starter adalah menghasilkan suatu
pulsa triger agar ballas dapat menghasilkan lonjakan tegangan tinggi, starter
merupakan komponen bimetal yang dibangun dalam sebuah tabung vacum yang diisi
gas neon.
Ketika tegangan AC 220 volt dihubungkan ke satu set lampu neon, maka
tegangan diujung-ujung starter sudah mampu membuat gas neon pada starter panas
sehingga gas ini akan terionisasi , yang menyebabkan starter yang dalam kondisi
normalnya terbuka (open) akan menjadi tertutup (closed), oleh karenanya gas neon
menjadi dingin (deionisasi) dan dalam kondisi starter ‘closed’ ini terdapat aliran arus
yang memanaskan filamen tabung lampu TL sehingga gasneon yang berada di bagian
tabung yang akan terionisasi. Pada saat gas neon didalam tabung starter sudah cukup
dingin maka bimetal didalam tabung starter tersbut akan open kembali sehingga
ballas akan menghasilkan spike tegangan tinggi yang mengakibatkan lompatan
elektron dari kedua elektroda dan memendarkan lapisan fluorescent pada tabung
lampu tersebut. Peristiwa ini akan berulang ketika gas pada tabung lampu TL tidak
terionisasi penuh sehingga tidak cukup arus yang melewati filamen neon tersebutm,
sebagai akibatnya lampu neon akan kelihatan berkedip. Selain itu jika tegangan
induksi di dari ballas tidak cukup besar maka walaupun tabung neon TL tersebut
sudah terionisasi penuh tetap tidak akan menyebabkan lomapatan elektron dari salah
satu elektroda tersebut.
Jika proses ‘starting up’ pertama tidak berhasil maka tegangan diujung-ujung
starter cukup untuk memuat gas neon didalmnya terionisasi (panas) sehingga starter
‘closed’. Dan seterusnya sampai lampu TL masuk kondisi steady state yaitu saat
impedansinya turun menjadi ratusan ohm. Maka impedansi dari tabung akan turun
dari ratusan megaohm menjadi menjadi ratusan ohm saja pada saat kondisi ‘steady
state’. Arus yang ditarik oleh lampu TL tergantung oleh impedansi dari trafo ballas
seri dengan impedansi tabung lampu TL.
Fungsi balast ada 2 yaitu sebagai berikut:
PUTU RUSDI ARIAWAN
17
1. Pembangkit tegangan induksi yang tinggi agar terjadi pelepasan elektron didalam
tabung.
2. Membatasi arus yang melalui tabung setelah lampu bekerja normal.
Selain lampu neon standar yang mempunyai bentuk memanjang (TL)
sekarang ini yang sedang giat-giatnya dikembangkan dan dipublikasikan oleh para
produsen perlampuan adalah ;lampu fluorescent jenis SL dan PL. pada prinsipnya
lampu jenis ini sama seprti lampu fluorescent biasa, hanya saja bentuknya yang lebih
ringkas yaitu menyerupai lampu bolam. Bentuk kaki lampu dibuat sama dengan
lampu bolam, hal ini dimaksudkan agar memudahkan penggantian lampu pijar
dengan lampu fluorescent sehingga lebih praktis dalam penggunaannya. Berdasarkan
penelitian umur lampu fluorescent adalah 8000 jam, lebih lama dibandingkan dengan
lampu pijar yang hanya 1000 jam.
4.3 Prinsip Kerja dan Perkembangan Lampu Pijar
Lampu pijar tergolong lampu listrik generasi awal yang masih digunakan
hingga saat ini, lampu ini ditemukan oleh Thomas Alva Edison pada tahun 1879.
filamen lampu pijar terbuat dari tungsten (wolfram yang dilitkan). Pada lampu pijar
(bolam) juga digunakan gas pengisi tabung, gas yang umum digunakan adalah gas
argon hal ini disebabkan karena gas argon adalah gas stabil yang sukar bereaksi
dengan bahan lain, sehingga tidak memberi dampak negatif sewaktu filamen lampu
beroperasi.
Prinsip kerja dari lampu ini adalah Lampu pijar ketika ada arus listrik
mengalir melalui filamen yang mempunyai resistivitas yang tinggi sehingga
menyebabkan kerugian tegangan yang selanjutnya menyebabkan kerugian daya yang
menyebabkan pana pada filamen yang menyebabkan filamen berpijar, karena pijar
inilah dihasilkan cahaya dan kalor. Lampu pijar terbagi atas 3 macam, yaitu:
1. Lampu pijar dengan filamen karbon.
2. Lampu pijar dengan filamen wolfram.
3. Lampu pijar dengan filamen halogen.
PUTU RUSDI ARIAWAN
18
Lampu pijar dengan filamen karbon hanya dapat menghasilkan cahaya 3
lumen /W. Lampu pijar dengan filamen tungsten / wolfram yang dibuat membentuk
lilitan kumparan sehingga dpat meningkatkan eficacy lampu menjadi ±20 Lumen
/W. sistem pembangkitan dengan sistem cahaya buatan ini disebut dengan sistem
pemijaran, karena cahaya yang dihasilkan merupakan hasil dari akibat pembakaran
kawat pada suhu tinggi yang ditibulkan oleh arus llistrik. Akibatnya 80% energi
listrik diubah menjadi kalor sedangkan hanya 20 % yang berubah menjadi cahaya.
Karena sebab inilah lampu pijar merupakan lampu yang boros terhadap day enrgi
listrik. Pada era yang terakhir telah dikembangkan lampu pijar dengan induksi
magnet yang mempunyaiumur paling lama dari lampu-lampu jenis lain ± 60.000 jam.
Namun hal ini masih merupakan dalam tahap penelitian.
Lampu tungsten halogen biasa dipakai sebagai sumber cahaya tampak. Lampu
ini menghasilkan cahaya tampak dalam daerah panjang gelombang 350 - 2500 nm.
Untuk keperluan spektroskopi cahaya tampak, hanya daerah 350 - 800 nm saja yang
dimanfaatkan. Lampu tungsten halogen terbuat dari tabung kuarsa yang berisi filamen
tungsten dan sejumlah kecil iodine. Filamen tungsten itu tidak lain adalah sebuah
resistor (serupa dengan bola lampu untuk pemakaian rumah/kantor). Ketika filamen
dialiri arus maka energi listrik tersebut diubah menjadi energi panas. Suhu dari
filamen bisa mencapai lebih dari 2000 °C. Pada suhu yang sedemikian tinggi tersebut,
energi panas (radiasi) dan cahaya terpancar dari filamen tadi. Karena energi cahaya
yang dihasilkan sebanding dengan pangkat empat dari tegangan yang diberikan,
stabilitas sumber tegangan sangatlah penting untuk mendapatkan energi cahaya yang
konstan.
Pada suhu yang sangat tinggi itu, molekul tungsten dapat terlepas permukaan
filamen. Filamen mengalami evaporasi secara perlahan-lahan. Dengan adanya iodine
di dalam tabung lampu, molekul tungsten yang terevaporasi tadi akan bereaksi
dengan molekul iodine menghasilkan molekul WI2. Ketika molekul WI2 menumbuk
filamen, molekul WI2 ini mengalami dekomposisi dan molekul tungsten kembali ter-
redeposisi. Proses ini meningkatkan waktu hidup dan efisiensi.
PUTU RUSDI ARIAWAN
19
4.4 Efisiensi Lampu Neon dibandingkan dengan Lampu Pijar
Dari penelitian yang telah dilakukan PT. PLN terlihat bahwa lampu neon
lebih tahan lama dibandingkan dengan lampu pijar dan cahaya lampu yang dihasilkan
juga lebih terang dengan daya yang sama. Perbandingan antara lampu neon dengan
lampu pijar adalah: lampu neon 9 Watt mampu tahan sampai 6000 jam ini
memberikan daya yang sama dengan lampu pijar 40 watt. Keunggulan lain adalah
lampu neon (LHE) dapat beroperasi pada tegangan 160-250 volt. Pada lampu pijar
sebagian besar energi listrik (± 80 %) diubah menjadi energi kalor untuk memijarkan
filamen lampu sehingga dihasilkan cahaya yang disertai panas. Jadi pada lampu pijar
energi yang diubah menjadi cahaya ± 20 %.
Sedangkan pada lampu neon cahaya dihasilkan dari proses fuoresensi gas-gas
(gas-gas yang memendar) hal ini disebabkan karena perubahan suhu yang terjadi pada
tabung lampu mengakibatkan gas-gas neon yang terdapat pada tabung lampu
mengalami ionisasi akibatnya partikel-partikel gas neon tersebut aling bergesekan
satu sama lainnya akibat gesekan inilah ditimbulkan cahaya. Pada lampu neon cahaya
yang dihasilkan murni dari fluoresensi gas sehingga energi yang diubah menjadi
kalor sangatlah kecil. Oleh karena energi yang diubah menjadi cahaya hanyalah ± 20
% maka tidaklah mengherankan kalau cahaya yang dihasilkan oleh neon jauh lebih
terang daripada cahaya yang dihasilkan oleh lampu pijar. Dari sana dapat dikatakan
bahwa berdasarkan daya listrik yang diperlukan tingkat efisiensi lampu neon lebih
tinggi dibandingkan dengan lampu pijar, tetapi dari segi harga lampu pijar
mempunyai harga yang lebih terjangkau.
PUTU RUSDI ARIAWAN 20
BAB V
PENUTUP
5.1 Simpulan
Berdasarkan dari hasil pembahasan diatas dapat disimpulkan beberapa hal
sebagai berikut ini:
1. Lampu neon jauh lebih efisien dibandingkan dengan lampu pijar, dimana
perbandingan efisiensi lampu neon dan lampu pijar adalah 53:16.
2. Keberadaan gas-gas pengisi tabung mempunyai peranan penting bagi
kecemerlangan cahaya lampu yang dihasilkan.
3. Jumlah energi yang digunakan oleh lampu neon jauh lebih kecil dibandingkan
dengan lampu pijar.
4. Dengan menggunakan gas noen sebagai pengisi tabung lampu dapat menghemat
pasokan energi listrik yang harus dikeluarkan PT. Perusahaan Listrik Negara
(PLN) hingga 80 % atau seperlima dari biaya listrik lampu pijar.
5.2 Saran
Berdasarkan dari hasil pembahasan dapat disarankan beberapa hal sebagai
berikut ini:
1. Dengan melihat perbandingan efisiensi lampu neon dan lampu pijar adalah 53:16,
sebaiknya pemanfaatan gas neon lebih di optimalkan lagi.
2. PLN dapat mensosialisasikan manfaat dari lampu neon sehingga konsumen dapat
beralih dari lampu pijar ke lampu neon yang menyerap lebih sedikit energi
dibandingkan dengan lampu pijar.
PUTU RUSDI ARIAWAN
DAFTAR PUSTAKA
Indulkar, Dr. 1976. Electric Energy System Engineering. Delhi : Khana Publisher
Muhaimin. 1993. Bahan-Bahan Listrik Untuk Politeknik. Jakarta : PT Pradnya
Paramita.
_ _ _ . 2003 Http;//www. wikipedia.org/wiki.com
_ _ _ . 23 Januari 2003. Media Indonesia.
_ _ _ . 4 Juli 2003. Sinar Harapan
PUTU RUSDI ARIAWAN
BIODATA PENULIS
Nama : Putu Rusdi Ariawan
TTL : Denpasar. 19 April 1990
Agama : Hindu
Mahasiswa Teknik Elektro Unv. Udayana
Email : [email protected]
www.facebook.com/turusdi