Selasa, 28 Oktober 2014

Kisah Evolusi Bola Lampu Listrik!



Sejak ditemukan hampir dua abad silam, bola lampu yang menerangi bumi terus berkembang. Tuntutan hemat energi memicu inovasi hingga menghasilkan lampu yang kian efisien memanfaatkan energi. Fungsinya pun tak lagi menerangi rumah atau jalan, tetapi meluas, termasuk budidaya tanaman.
Apalagi Sekarang yang memenagkan Nobel Fisika 2014 itu berbicara tentang lampu. jadi betapa entingnya kan lampu.
Kali ini akan diceritakan evolusi bola lampu.

1. Lampu Pijar
  
Cahaya lampu pijar berasal dari nyala filamen, kawat tipis dari tungsten. Saat lampu dinyalakan, arus listrik memanaskan filamen hingga suhu 2.200 derajat celsius hingga filamen berpijar. Supaya panas terkonsentrasi di sekitar filamen, tungsten ditempatkan dalam bola lampu kedap udara.

”Karena cahaya lampu dari proses pemanasan, kestabilan arus listrik menentukan nyala lampu,”. Tegangan listrik turun, suplai arus berkurang, lampu meredup. Pun sebaliknya.

Suhu pemanasan yang tak terlalu tinggi membuat pancaran sinar berwarna kuning. Intensitas cahaya atau tingkat kecerlangan lampu pijar hanya 15 lumen per watt. Akibatnya, untuk menghasilkan cahaya lebih terang butuh energi listrik besar.

Namun, sebesar apa pun arus listrik yang diberikan, lebih dari 90 persennya diubah jadi panas. Hanya 5 persen listrik yang diubah jadi cahaya. Itu jelas tidak efisien dan boros listrik.

Pemanasan filamen terus-menerus,, akan mengikis permukaan tungsten hingga penampang kawat mengecil hingga filamen putus dan lampu tak bisa digunakan lagi. Mudah putusnya filamen membuat usia hidup lampu hanya 1.000 jam atau empat bulan untuk pemakaian 8 jam per hari.

2. Lampu pendar

Sifat boros lampu pijar mendorong ilmuwan dan perekayasa mencari bola lampu baru lebih efisien terkait energi. Lahirlah lampu pendar atau lampu fluorosensi pada 1938.

Lampu ini paling banyak digunakan di Indonesia, baik tabung (tubular lamp/TL) maupun kompak. Sebagian masyarakat menyebutnya lampu neon karena banyak digunakan pada neon box atau papan reklame.

Sejatinya, kedua lampu itu berbeda jenis. Proses menghasilkan cahaya keduanya sama, lewat proses eksitasi elektron. Namun, kandungan gas yang dieksitasi berbeda. Eksitasi pada lampu neon hanya sekali, sedangkan lampu pendar dua kali.

Saat lampu dialiri listrik, elektroda pada ujung tabung lampu pendar memancarkan elektron bebas. Elektron itu akan mengionisasi gas argon dalam tabung bertekanan rendah.

Arus listrik membuat elektron bebas dan ion gas argon bergerak cepat dari satu elektroda ke elektroda lain. Arus listrik juga mengubah merkuri dalam tabung dari cair jadi gas. Proses itu akan membuat partikel bergerak (elektron dan ion) bertabrakan dengan atom merkuri. Akibatnya, elektron merkuri tereksitasi, turun ke tingkat energi lebih stabil dan melepaskan energi dalam bentuk foton atau cahaya ultraviolet.

Selanjutnya, cahaya ultraviolet akan mengeksitasi atom fosfor pada lapisan dalam tabung. Fosfor itu pula yang memberi warna putih tabung. Pada proses eksitasi lanjutan itu akan dihasilkan cahaya tampak putih terlihat mata. ”Variasi cahaya lampu pendar bisa diatur berdasarkan komposisi fosfor,” ujarnya.

Proses eksitasi lanjutan itu tak ada pada lampu neon. Gas yang digunakan pun tidak hanya argon, tapi juga neon dan kripton. Neon menghasilkan cahaya merah, sedang gas lain menghasilkan warna berbeda.

Lampu pendar menghasilkan intensitas cahaya lebih baik dari lampu pijar, 67 lumen per watt. Pengubahan cahaya ultraviolet menjadi cahaya tampak juga menghasilkan panas yang hilang ke lingkungan, tapi jumlahnya lebih sedikit. Usia rata-rata lampu lebih lama, 8.500-10.000 jam.

3. Lampu LED

Meski lebih hemat dari lampu pijar, keberadaan merkuri yang merupakan logam berat dalam lampu pendar jadi masalah baru karena merusak lingkungan dan mengganggu kesehatan. Tuntutan ada lampu yang kian hemat tetap ada. Selain itu, lampu masa depan pun harus bisa diaplikasikan lebih luas.

Lahirlah lampu berteknologi dioda pemancar cahaya (light-emitting diode/LED). Penelitian lampu LED dimulai 1960-an dengan menghasilkan lampu LED merah dan hijau. Baru pada 1990-an, LED biru hadir. Dengan temuan LED biru, LED putih bisa dibuat.

Temuan atas LED biru itulah yang membuat ilmuwan Jepang Isamu Akasaki, Hiroshi Amano, dan Shuji Nakamura dianugerahi hadiah Nobel Fisika 2014.

Sumber pencahayaan lampu LED berasal dari dioda berupa semikonduktor dari material padat dan mampu mengalirkan arus listrik. Energi yang dilepaskan dari gerakan elektron dalam semikondutor itulah yang akan menghasilkan cahaya.

Saat listrik dialirkan, elektron bebas dari bagian negatif semikonduktor yang diperkaya elektron bebas mengalir ke bagian positif. Saat bersamaan, lubang elektron pada bagian positif bergerak ke bagian negatif.

Gerakan itu membuat elektron bebas jatuh ke lubang elektron. Akibatnya, elektron turun ke tingkat energi yang lebih stabil dan melepaskan foton/cahaya. Kian tinggi energi foton yang dihasilkan, cahaya yang dihasilkan kian tinggi frekuensinya atau panjang gelombangnya.

Oleh karena itu, warna cahaya yang diperoleh lampu LED bergantung pada campuran materi penyusun diodanya. Misalnya, campuran aluminium, galium, dan arsenik akan menghasilkan cahaya merah. Perpaduan indium, galium, dan nitrida memberi warna biru.

Dibandingkan ukuran pembangkit cahaya lampu pijar dan pendar, ukuran LED sangat kecil, luasnya kurang dari 1 milimeter persegi. ”Semakin besar LED, susunan atomnya makin mudah rusak sehingga sifat elektriknya berkurang,”.

Oleh karena itu, untuk membuat sebuah bola lampu umumnya tersusun beberapa LED. Ukuran kecil juga memungkinkan lampu LED ditempatkan pada berbagai sirkuit elektronik untuk beragam pencahayaan.

Tak hanya penerangan rumah atau jalan, rangkaian LED juga dimanfaatkan untuk pencahayaan beragam alat elektronik, mulai pengendali jarak jauh, layar monitor, telepon pintar, hingga televisi. Bahkan, LED juga bisa sebagai pengganti sinar matahari untuk menumbuhkan tanaman dalam ruang.

Lebih dari 50 persen energi listrik pada LED diubah jadi cahaya. Itu membuat LED lebih efisien dibandingkan lampu pendar, apalagi lampu pijar. Setiap 1 watt listrik mampu menghasilkan cahaya berintensitas 70-100 lumen. Usia pakai bisa lebih lama hingga 50.000 jam.

Proses produksi yang rumit membuat harga lampu LED masih mahal. Namun, jika dihitung biaya total pembelian dan pemakaian listrik, penggunaan LED tetap lebih murah.

Selain itu, LED juga rentan dengan temperatur tinggi yang akan membuatnya terlalu panas dan gagal beroperasi. Oleh karena itu, LED butuh arus listrik stabil dan pemasangan sirkuit listrik secara tepat.

4. LED Biru

Akasaki, Amano, dan Nakamura menemukan LED biru lewat riset terpisah pada awal era 1990-an. Inovasi mereka terus disempurnakan sehingga menghasilkan lampu LED yang kini makin efisien.

Versi terbaru lampu dengan teknologi LED biru saat ini mampu menghasilkan penerangan 300 luminasi/Watt. Terang yang dihasilkan oleh lampu itu setara dengan 16 lampu pijar dan 70 lampu fluorensens.

Dengan seperempat konsumsi listrik dunia bertujuan untuk memenuhi kebutuhan penerangan, maka inovasi ketiga penerima nobel ini berguna untuk menghemat sumber energi yang dipakai untuk membangkitkan listrik.
Konsumsi material untuk lampu LED biru juga lebih sedikit. Sebabnya, lampu LED biru bisa bertahan hingga 100.000 jam sementara lampu pijar hanya 1.000 jam dan lampu fluorensens 10.000 jam.




Sumber : www.kaskus.co.id/

Jumat, 24 Oktober 2014

Cara Pemelihan MCB yang sesuai dengan kebutuhannya


Assalamu'allaikum, anda pasti sudah tau MCB kan??.. tapi untuk emilihan penggunaan MCB dapat diliat berdasarkan otomatnya, langsung saja yaa. seperti bahasan sebelum ini MCB Berdasarkan konstruksinya, MCB memiliki dua cara pemutusan yaitu : pemutusan bersarkan panas dan berdasarkan elektromagnetik. Pemutusan karena beban lebih dan pemutusan berdasarkan elektromagnetic karena hubung pendek atau hubung singkat.



1. Thermis

Prinsip kerjanya berdasarkan pada pemuaian atau pemutusan dua jenis logam yang koefisien jenisnya berbeda. Kedua jenis logam tersebut dilas jadi satu keping (bimetal)dan dihubungkan dengan kawat arus. Jika arus yang melalui bimetal tersebut melebihi arusnominal yang diperkenankan maka bimetal tersebut akan melengkung dan memutuskan aliran listrik.

2. Magnetik 

Prinsip kerjanya adalah memanfaatkan arus hubung singkat yang cukup besar untuk menarik sakelar mekanik dengan prinsip induksi elektromagnetis, koil akan terinduksi dan daerah sekitarnya akan terdapat medan magnet sehingga akan menarik poros dan mengoperasikan tuas pemutus. Semakin besar arushubung singkat, maka semakin besar gaya yang menggerakkan sakelar tersebut sehinggalebih cepat memutuskan rangkaian listrik dan gagang operasi akan kembali ke posisi off .Busur api yang terjadi masuk ke dalam ruangan yang berbentuk pelat-pelat, tempat busur apidipisahkan, di dinginkan dan dipadamkan dengan cepat MCB dapat segera digunakan lagi setelah gangguan telah di perbaiki.



penggunaan MCB berdasarkan otomatnya.....



a.Otomat-G

Jenis Otomat ini digunakan untuk mengamankan motor-motor listrik kecil untuk arus bolak-balik atau arus searah, alat-alat listrik dan juga rangkaian akhir besar untuk penerangan, seperti penerangan pabrik. Pengaman elektromagnetiknya berfungsi pada 8In-11 In untuk arus bolak-balik atau pada 14 In untuk arus searah. Kontak-kontak sakelarnyadan ruang pemadam busur apinya memiliki konstruksi khusus. Karena itu jenis Otomat inidapat memutuskan arus hubung singkat yang besar, yaitu hingga 1500 ampere. 



b. Otomat tipe L

Pada jenis ini pengaman thermisnya disesuaikan dengan meningkatnya suhu hantaran, kalau terjadi beban lebih dan suhu hantaranya melebihi suatu nilai tertentu, maka elemen bimetalnya akan memutuskan arus pada rangkaian. Kalau terjadi hubung singkat, maka arusnya kan diputuskan oleh pengaman elektromagnetik. Untuk AC adalah : 4 – 6 x In dan DC adalah : 8 x In dimana pemutusan arusnya akan berlangsung dalam waktu 0,2 detik. 



c. Otomat-H (Untuk Instalasi Rumah)

Secara termis jenis ini sama dengan Otomat-L. Tetapi pengaman elektromagnetiknya memutuskan dalam waktu 0,2 detik, jika arusnya sama dengan 2,5 In–3 In untuk arus bolak- balik atau sama dengan 4 In untuk arus searah. Jenis Otomat ini digunakan untuk instalasi rumah. Pada instalasi rumah, arus gangguan yang rendah pun harus diputuskan dengancepat. Sehingga jika terjadi gangguan tanah, bagian-bagian yang terbuat dari logam tidak akan lama bertegangan. 





a.Type G (General) Biasanya digunakan untuk instalasi motor listrik

b. Type L (Line) Biasanya digunakan untuk instalasi jala-jala

c. Type H (Home) Biasanya digunakan untuk instalasi rumah/gedung

d. Type K&U Biasanya digunakan untuk rangkaian elektronika atau trafo








1. MCB (Miniatur Circuit Breaker) 



    MCB adalah suatu rangkaian pengaman yang dilengkapi dengan komponen thermis (bimetal) untuk pengaman beban lebih dan juga dilengkapi relay elektromagnetik untuk pengaman hubung singkat.

MCB banyak digunakan untuk pengaman sirkit satu fasa dan tiga fasa. Keuntungan menggunakan MCB, yaitu :

1.  Dapat memutuskan rangkaian tiga fasa walaupun terjadi hubung singkat pada salah satu fasanya.

2.  Dapat digunakan kembali setelah rangkaian diperbaiki akibat hubung singkat atau beban lebih.

3.  Mempunyai respon yang baik apabila terjadi hubung singkat atau beban lebih.



     Pada MCB terdapat dua jenis pengaman yaitu secara thermis dan elektromagnetis, pengaman termis berfungsi untuk mengamankan arus beban lebih sedangkan pengaman elektromagnetis berfungsi untuk mengamankan jika terjadi hubung singkat.



      Pengaman thermis pada MCB memiliki prinsip yang sama dengan thermal overload yaitu menggunakan dua buah logam yang digabungkan (bimetal), pengamanan secara thermis memiliki kelambatan, ini bergantung pada besarnya arus yang harus diamankan, sedangkan pengaman elektromagnetik menggunakan sebuah kumpa- ran yang dapat menarik sebuah angker dari besi lunak.



       MCB dibuat hanya memiliki satu kutub untuk pengaman satu fasa, sedangkan un- tuk pengaman tiga fasa biasanya memiliki tiga kutub dengan tuas yang disatukan, sehingga apabila terjadi gangguan pada salah satu kutub maka kutub yang lainnya juga akan ikut terputus.

Berdasarkan penggunaan dan daerah kerjanya, MCB dapat digolongkan  menjadi 5 jenis ciri yaitu :

  • Tipe Z (rating dan breaking capacity kecil) Digunakan untuk pengaman rangkaian semikonduktor dan  trafo-trafo yang sen- sitif terhadap tegangan.
  • Tipe K (rating dan breaking capacity kecil) Digunakan untuk mengamankan alat-alat rumah tangga.
  • Tipe G (rating besar) untuk pengaman motor.
  • Tipe L (rating besar) untuk pengaman kabel atau jaringan.
  • Tipe H untuk pengaman instalasi penerangan bangunan

Gb. MCB (Miniatur Circuit Breaker)






Next Prev home