Sejarah Lampu pijar

Lampu pijar

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Lampu pijar dan filamennya yang sedang menyala.

Lampu pijar adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melaluifilamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya.^[1] Kaca yang menyelubungi filamen panas tersebut menghalangi udara untuk berhubungan dengannya sehingga filamen tidak akan langsung rusak akibat teroksidasi.^[2]

Lampu pijar dipasarkan dalam berbagai macam bentuk^[3] dan tersedia untuk tegangan (voltase) kerja yang bervariasi dari mulai 1,25 volt^[4] hingga 300 volt.^[5] Energi listrik yang diperlukan lampu pijar untuk menghasilkan cahaya yang terang lebih besar dibandingkan dengan sumber cahaya buatan lainnya seperti lampu pendar dan dioda cahaya, maka secara bertahap pada beberapa negara peredaran lampu pijar mulai dibatasi.^[6][7]

Di samping memanfaatkan cahaya yang dihasilkan, beberapa penggunaan lampu pijar lebih memanfaatkan panas yang dihasilkan, contohnya adalah pemanas kandang ayam, ^[8] dan pemanas inframerah dalam proses pemanasan di bidang industri.

Sejarah

Pengembangan lampu pijar sudah dimulai pada awal abad XIX.^{[2][9][10][11]} Sejarah lampu pijar dapat dikatakan telah dimulai dengan ditemukannya tumpukan volta oleh Alessandro Volta.^[10] Pada tahun 1802, Sir Humphry Davy menunjukkan bahwa arus listrik dapat memanaskan seuntai logam tipis hingga menyala putih^[2]. 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.^[9] Hanya saja, harga logam platina yang sangat tinggi menghalangi pendayagunaan penemuan ini lebih lanjut.^[9][11] Elemen karbon juga sempat digunakan, namun karbon dengan cepat dapat teroksidasi di udara; oleh karena itu, jawabannya adalah dengan menempatkan elemen dalam vakum.^[2]

Pada tahun 1870-an, seorang penemu bernama Thomas Alva Edison dari Menlo Park, negara bagian New Jersey, Amerika Serikat, mulai ikut serta dalam usaha merancang lampu pijar.^[2][9] Dengan menggunakan elemen platina, Edison mendapatkan paten pertamanya pada bulanApril 1879.^[2] Rancangan ini relatif tidak praktis namun Edison tetap berusaha mencari elemen lain yang dapat dipanaskan secara ekonomis dan efisien.^[2] Di tahun yang sama, Sir Joseph Wilson Swan juga menciptakan lampu pijar yang dapat bertahan selama 13,5 jam.^[11]Sebagian besar filamen lampu pijar yang diciptakan pada saat itu putus dalam waktu yang sangat singkat sehingga tidak berarti secara komersial.^[2] 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.^[2]

Konstruksi

Komponen utama dari lampu pijar adalah bola lampu yang terbuat dari kaca, filamen yang terbuat dari wolfram, dasar lampu yang terdiri dari filamen, bola lampu, gas pengisi, dan kaki lampu.^[12]

Bola lampu Gas bertekanan rendah (argon, neon, nitrogen) Filamen wolfram Kawat penghubung ke kaki tengah Kawat penghubung ke ulir Kawat penyangga Kaca penyangga Kontak listrik di ulir Sekrup ulir Isolator Kontak listrik di kaki tengah

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.^[13] Warna bola lampu antara lain yaitu bening, warna susu atau buram, dan warna merah, hijau, biru, atau kuning.^[13]

Gas pengisi

Pada awalnya bagian dalam bola lampu pijar dibuat hampa udara namun belakangan diisi dengan gas mulia bertekanan rendah seperti argon,neon, kripton, dan xenon atau gas yang bersifat tidak reaktif seperti nitrogen sehingga filamen tidak teroksidasi.^[1] Konstruksi lampu halogenjuga menggunakan prinsip yang sama dengan lampu pijar biasa^[1], perbedaannya terletak pada gas halogen yang digunakan untuk mengisi bola lampu.

Kaki lampu

Dua jenis kaki lampu adalah kaki lampu berulir dan kaki lampu bayonet yang dapat dibedakan dengan kode huruf E (Edison) dan B (Bayonet), diikuti dengan angka yang menunjukkan diameter kaki lampu dalam milimeter seperti E27 dan E14.^[12]

Operasi

Pada dasarnya filamen pada sebuah lampu pijar adalah sebuah resistor.^[1] Saat dialiri arus listrik, filamen tersebut menjadi sangat panas, berkisar antara 2800 derajat Kelvin hingga maksimum 3700 derajat Kelvin.^[14]. Ini menyebabkan warna cahaya yang dipancarkan oleh lampu pijar biasanya berwarna kuning kemerahan.^[15] Pada temperatur yang sangat tinggi itulah filamen mulai menghasilkan cahaya pada panjang gelombang yang kasatmata.^[1] Hal ini sejalan dengan teori radiasi benda hitam.^[16]

Indeks renderasi warna menyatakan apakah warna obyek tampak alami apabila diberi cahaya lampu tersebut dan diberi nilai antara 0 sampai 100.^[12] Angka 100 artinya warna benda yang disinari akan terlihat sesuai dengan warna aslinya. Indeks renderasi warna lampu pijar mendekati 100.^[12][17]

Lampu putus

Karena temperatur kerja filamen lampu pijar yang sangat tinggi, lambat laun akan terjadi penguapan pada filamen.^[1] Variasi pada resistansi sepanjang filamen akan menciptakan titik-titik panas pada posisi dengan nilai resistansi tertinggi.^[18]. Pada titik-titik panas tersebut filamen wolfram akan menguap lebih cepat yang mengakibatkan ketebalan filamen akan semakin tidak merata dan nilai resistansi akan meningkat secara lokal; ini akan menyebabkan filamen pada titik tersebut meleleh atau menjadi lemah lalu putus.^[1] Variasi diameter sebesar 1% akan menyebabkan penurunan umur lampu pijar hingga 25%.^[19]

Selain menyebabkan putusnya lampu, penguapan filamen wolfram juga menyebabkan penghitaman lampu. Elemen wolfram yang menguap pada lampu pijar akan mengendap pada dinding kaca bola lampu dan membentuk efek hitam. ^[20]Lampu halogen menghambat proses ini dengan proses siklus halogen.^[20]

Efisiensi

Efisiensi lampu atau dengan kata lain disebut dengan efikasi luminus^[12] adalah nilai yang menunjukkan besar efisiensi pengalihan energi listrik ke cahaya dan dinyatakan dalam satuan lumen per Watt. Kurang lebih 90% daya yang digunakan oleh lampu pijar dilepaskan sebagai radiasi panas dan hanya 10% yang dipancarkan dalam radiasi cahaya kasat mata.^[21]

Pada tegangan 120 volt, nilai keluaran cahaya lampu pijar 100W biasanya adalah 1.750 lumen, maka efisiensinya adalah 17,5 lumen per Watt.^[22] Sementara itu pada tegangan 230 volt seperti yang digunakan di Indonesia, nilai keluaran bolam 100W adalah 1.380 lumen^[23] atau setara dengan 13,8 lumen per Watt. Nilai ini sangatlah rendah bila dibandingkan dengan nilai keluaran sumber cahaya putih "ideal" yaitu 242,5 lumen per Watt, atau 683 lumen per Watt untuk cahaya pada panjang gelombang hijau-kuning di mana mata manusia sangatlah peka.^[1] Efisiensi yang sangat rendah ini disebabkan karena pada temperatur kerja, filamen wolfram meradiasikan sejumlah besar radiasi inframerah.

Pada tabel di bawah ini terdaftar tingkat efisiensi pencahayaan beberapa jenis lampu pijar biasa bertegangan 120 volt^[22] dan beberapa sumber cahaya ideal.

Jenis	Efisiensi lampu	lumen/Watt
Lampu pijar 40 Watt	1.9%	12.6[22]
Lampu pijar 60 Watt	2.1%	14.5[22]
Lampu pijar 100 Watt	2.6%	17.5[22]
Radiator benda hitam 4000 K ideal	7.0%	47.5[24]
Radiator benda hitam 7000 K ideal	14%	95[24]
Sumber cahaya monokromatis 555 nm (hijau) ideal	100%	683[1][25]

Karena efisiensi lampu pijar yang sangat rendah, beberapa pemerintah negara mulai membatasi peredaran lampu pijar. Contoh negara-negara yang mulai membatasinya adalah Australia^[26], Amerika Serikat^[7], Brasil^[7], Inggris Raya^[7], Irlandia^[7], Kanada^[7], Kuba^[7], Selandia Baru^[7],Swiss^[7], Uni Eropa^[7] dan Venezuela^[7].

Read More

Telepon dan Alexander Graham Bell

Alexander Graham Bell  Saat ini komunikasi antar manusia makin mudah karena sudah ada fasilitas telepon yang sangat membantu dalam kehidupan sehari-hari. Lalu siapa tokoh yang paling berjasa di balik penemuan telepon? Dia adalah Alexander Graham Bell. Bell lahir pada tanggal 3 Maret 1847 di Edinburg, Scotland. Bell berasal dari keluarga yang sangat mementingkan pendidikan. Ayahnya adalah seorang psikolog dan elocution bernama Alexander Melville Bell, sedangkan kakeknya Alexander Bell merupakan seorang elucution professor. Setelah menyelesaikan kuliahnya di University of Edinburg dan University College di London, Bell memutuskan untuk menjadi asisten ayahnya. Dia membantu orang-orang yang cacat pendengaran (tunarungu) untuk belajar berbicara dengan metode yang telah diterapkan oleh ayahnya, yaitu dengan memperhatikan posisi bibir dan lidah lawan bicara. Pada saat dia bermukim di London, Bell sempat belajar tentang percobaan yang dilakukan oleh Herman Ludwig von Helmholtz berupa tuning fork dan magnet yang bisa menghasilkan bunyi yang terdengar nyaring. Kemudian baru pada tahun 1865 Bell mempelajari lebih mendalam tentang suara yang keluar dari mulut saat berbicara. Bell semakin tertarik dengan segala sesuatu yang berhubungan dengan bunyi-bunyian, makanya dia tidak keberatan ketika harus mengajar di Sarah Fuller, Boston yang merupakan sekolah khusus orang-orang tuli pada tahun 1870, selain itu Bell juga bekerja sebagai guru privat. Dan ketika dirinya diangkat menjadi guru besar psikologi di Boston University pada tahun 1873, Bell mengadakan suatu pertemuan khusus untuk para guru yang menangani masalah murid-murid yang mengalami cacat pendengaran. Hampir seluruh hidupnya, Bell menghabiskan waktunya untuk mengurus masalah pendidikan orang-orang yang cacat pendengaran bahkan kemudian dirinya mendirikan American Association to Promote the Theahing of Speech to the Deaf. Bell mulai melakukan penelitian dengan menggunakan phonatograph, multiple telegraph dan electric speaking telegraph dari tahun 1873 sampai 1976 yang dibiayai oleh dua orang ayah dari muridnya. Salah satu penyandang dananya adalah Gardiner Hubbard yang mempunyai seorang putri yang telinganya tuli bernama Mabel, wanita inilah yang dikemudian hari menjadi istri Bell. Di kemudian hari Bell mengungkapkan keinginannya untuk menciptakan suatu alat komunikasi dengan transmisi gelombang listrik. Bell pun mengajak temannya Thomas Watson untuk membantu menyediakan perlengkapannya. Penelitiannya dilakukan dengan menggunakan alat pengatur suara dan magnet untuk menghantarkan bunyi yang akan dikirimkan, peristiwa ini terjadi pada tanggal 2 Juni 1875. Akhirnya terciptalah karya Bell sebuah pesawat penerima telepon dan pemancar yang bentuknya berupa sebuah piringan hitam tipis yang dipasang di depan electromagnet. Baru pada tanggal 14 Februari 1876 Bell mematenkan hasil penemuannya, tapi oleh US Patent Office penemuan Bell ini baru resmi dipatenkan pada tanggal 7 Maret untuk “electric speaking telephone”. Bell terus memperbarui penemuannya dan untuk pertama kalinya dia berhasil mengirimkan suatu kalimat berbunyi “Watson, come here, I want you” pada tanggal 10 Maret 1876.

Definisi Telepon

Telepon merupakan alat komunikasi yang digunakan untuk menyampaikan pesan suara(terutama pesan yang berbentuk percakapan). Kebanyakan telepon beroperasi dengan menggunakan transmisi sinyal listrik dalam jaringan telepon sehingga memungkinkan pengguna telepon untuk berkomunikasi dengan pengguna lainnya.

Prinsip dasar telepon

Ketika gagang telepon diangkat, posisi telepon disebut off hook. Lalu sirkuit terbagi menjadi dua jalur di mana bagian positifnya akan berfungsi sebagai Tip yang menunjukkan angka nol sedangkan pada bagian negatif akan berfungsi sebagai Ring yang menunjukkan angka -48V DC. Kedua jalur ini yang nantinya akan memproses pesan dari sender untuk sampai ke receiver. Agar dapat menghasilkan suara pada telepon, sinyal elektrik ditransmisikan melalui kabel telepon yang kemudian diubah menjadi sinyal yang dapat didengar oleh telepon receiver. Untuk teknologi analog, transmisi sinyal analog yang dikirimkan dari central office (CO) akan diubah menjadi transmisi digital. Angka-angka sebagai nomer telepon merupakan penggabungan antara nada-nada dan frekuensi tertentu yang kemudian dinamakan Dual-tone multi-frequency DTMF dan memiliki satuan Hertz. Hubungan utama yang ada dalam sirkuit akan menjadi on hook ketika dibuka, lalu akan muncul getaran. Bunyi yang muncul di telepon penerima menandakan telepon telah siap digunakan.

Sejarah telepon

=> Perkembangan awal

• 871, Antonio Meucci mematenkan penemuannya yang disebut sound Telegraph. Penemuannya ini memungkinkan adanya komunikasi dalam bentuk suara antara dua orang dengan menggunakan perantara kabel.
• 1875, perusahaan telekomunikasi The Bell mendapatkan hak paten atas penemuan Meucci yang disebut transmitters and Receivers for Electric Telegraphs. Sistem ini menggunakan getaran multiple baja untuk memberikan jeda pada sirkuit.
• 1876, perusahaan Bell mematenkan Improvement in Telegraphy. Sistem ini memberikan metode untuk mentransmisikan suara secaratelegraf.
• 1877, The Charles Williams Shop merupakan tempat dimana telepon pertama kali dibuat dengan pengawasan Watson, yang selanjutnya menjadi departemen riset dan pengembangan dari perusahaan telekomunikasi tersebut. Alexander Graham Bell terus memantau produktivitas perusahaan tersebut sehingga pada akhir tahun sebanyak tiga ratus telepon dapat digunakan. Perusahaan Bell juga telah mematenkan telepon electro-magnetic yang menggunakan magnet permanen, diafragma besi, dan dering panggilan.
• 1878, papan pengganti secara manual ditemukan sehingga memungkinkan banyak telepon terhubung melalui sebuah saluran pertukaran. dibawah kepemimpinan Theodore N. Vail, perusahaan Bell mempunyai 10.000 telepon yang dapat digunakan.
• 1880, sirkuit metalic pertama dipasang. Sirkuit ini merupakan perbaharuan dari sirkuit one-wire menjadi two-wire. Perbaharuan ini membantu mengurangi gangguan yang seringkali dirasakan dengan penggunaan jalur one-wire.
• 1891, telepon dengan nomor dial pertama kali digunakan. Telepon akan bekerja secara otomatis menghubungkan penelepon ke operator dengan cara menekan nomor dial berdasarkan instruksi.
• 1915, telepon dengan sistem wireless pertama kali digunakan. Sistem ini memudahkan pengguna telepon untuk saling berhubungan lintas negara.

Awal telepon sebagai alat komersial

• 1940, telepon mobile pertama kali digunakan secara komersial. Inovasi ini sebelumnya digunakan sebagai alat bantu perang untuk membidik tembakan dan meningkatkan kualitas radar. Selesai perang, ratusan telepon dipasang dengan menggunakan sistem ini. Microwave radio dipasang untuk hubungan jarak jauh.
• 1959, telepon Princess pertama kali diperkenalkan
• 1963, telepon dengan tombol bersuara diluncurkan
• 1971, perusahaan telekomunikasi mandiri diizinkan untuk mengemangkan sistem komunikasi yang dikembangkan untuk bisnis. Berjuta-juta saluran telepon telah digunakan masyarakat.
• 1983, Judge Harold Greene dengan sukses mengungguli perusahaan Bell yang sebelumnya telah dicabut hak monopolinya.
• 1899, AT&T atau The American Telephone and Telegraph Company telah mandapatkan asset dan mendapatkan hak paten dari perusahaan American Bell. AT&T didirikan tahun 1885 sebagai pemilik keseluruhan subsidi dari American Bell yang bertugas mendirikan dan mengoperasikan jaringan telepon jarak jauh.
• 1913, amplifirers elektric pertama kali dipraktekkan oleh AT&T. sistem ini memungkinkan adanya hubungan telepon antar-benua.
• 1927, AT&T memulai proyek layanan telepon lintas-atlantik di London dengan menggunakan dua jalur radio. Namun proyek ini masih jauh dari ideal karena banyak terjadi gangguan dalam radio, memiliki kapasitas yang kecil, dan biaya teleponnya yang mahal. Kemudian proyek ini dipindahkan menjadi lintas-pasifik pada tahun 1964.
• 1969, pengguna telepon di Amerika telah mencapai 90%. AT&T menjadi laboratorium sistem telepon paling baik di dunia.
• 1990, pertumbuhan komputer yang kemudian disusul dengan munculnya internet membuat pola pengiriman pesan bergeser dari percakapan menjadi pengiriman data.

Telepon digital

Public Switched Telephone Network (PSTN) dilakukan berdasarkan hubungan langsung antara sender dengan receiver yang harus menggunakan kabel tembaga, serat optic, satellite, fixed wireless, dan mobile wireless circuit. Penggunaan jaringan tersebut melibatkan komponen dasar yaitu telepon, network access, central office (CO), trunks and special circuit, dan customer premise equipment (CPE).perkembangan PSTN sebagai sistem telepon digital telah meningkatkan kapasitas dan kalitas jaringanya sehingga memungkinkan untuk menggunakan beberapa saluran komunikasi dalam sebuah medium pertukaran.

Telepon IP

Telepon IP (Internet Protocol) merupakan telepon teknologi baru yang menggunakan protokol internet dalam pengoperasiannya. Telepon IP ini dapat digunakan untuk memindahkan hubungan untuk mengganti suara, mengirim fax, paket video, dan bentuk penyampaian informasi lainnya yang telah digunakan pada sistem telepon terdahulu. Telepon IP menggunakan koneksi internet untuk mengirimkan data. Dalam perkembangannya, layanan telepon IP akan bekerja sama dengan perusahaan telepon lokal, provider jarak jauh seperti AT&T, perusahaan TV cabel, Internet Service Providers (ISPs), dan operator layanan wireless. Telepon IP merupakan bagian penting dalam penggabungan antara komputer, telepon, dan televisi dalam satu lingkungan komunikasi. VoIP (Voice over IP) adalah pengorganisasian untuk menstandardisasi telepon IP. VoIP digunakan sebagai landasan untuk unified message (UM) dan unified communications (UC). Tanpa VoIP, integrasi dari berbagai program server akan sulit dilakukan. Jaringan yang ada pada IP bukan tipe yang siap untuk menghadapi lalu lintas VoIP sistem LAN harus dibagi antara VLAN dengan pesan suara dan data.

Jaringan generasi baru

Next-generation networks (NGN) mengubah pendekatan “satu jaringan, satu layanan” menjadi pengiriman berbagai layanan melalui satu jaringan. Didasarkan pada sistem internet protocol (IP), NGN dibangun pada pengembangan jaringan broadband, Voice over IP (VoIP), konvergensi fixed-mobile dan IP televisi (IPTV). Jaringan generasi baru ini menggunakan sejumlah teknologi seperti nirkabel dan mobile, serat dan kabel, atau dengan pembaharuan jalur tembaga yang ada. Negara yang telah mengadopsi teknologi ini adalah negara-negara maju. Negara berkembang dapat mengadopsi teknologi NGN ini dengan menggunakan akses broadband nirkabel sehingga membuat pembangunan teknologi informasi dan komunikasi (ICT) dapat menghilangkan hambatan untuk berinovasi dan berinvestasi. Dalam perkembangan teknologi NGN, ada dua teknologi yang berperan pada jaringan berbasis transmisi optik, yaitu SDH dan DWDM. Kemampuan mengirimkan bandwidth pada SDH mencapai STM-64 (10 Gbps), sedangkan pada DWDM adalah n x 2,5 Gbps atau n x 10 Gbps (n adalah jumlah panjang gelombang). Resiko dari besarnya kapasitas kedua teknologi ini adalah hilangnya informasi yang cukup besar saat terjadinya kegagalan dalam pengiriman jaringan. Sistem proteksi yang umum digunakan dalam NGN adalah proteksi perangkat, proteksi link, proteksi berdasarkan topologi, dan proteksi kanal optik (DWDM). Pada sistem proteksi perangkat, sinyal dari jalur kanal proteksi akan dibuang dan dialihkan ke kanal kerja jika sinyal yang diterima dari jalur ujung pengiriman sudah bekerja secara benar. Pada sistem proteksi link, link fisik yang digunakan menjadi pokok pengolahan proteksi. Namun, proteksi yang digunakan dalam NGN sangat bergantung pada kebutuhan jaringan itu sendiri. Keseluruhan tipe proteksi tersebut tidak ada yang memenuhi semua kebutuhan proteksi NGN.

Read More