Lampu
pendar
Lampu
pendar adalah salah
satu jenis lampu
lucutan gas yang
menggunakan daya listrik untuk mengeksitasi uap raksa.[1] Uap raksa yang tereksitasi itu
menghasilkan gelombang cahaya ultraungu yang pada gilirannya menyebabkan
lapisan fosfor berpendar dan menghasilkan cahaya
kasatmata.[1] Lampu pendar mampu menghasilkan
cahaya secara lebih efisien daripada lampu pijar.[2]
Lampu pendar
dikenal dalam dua bentuk utama.[3] Yang pertama berbentuk tabung panjang
atau yang umum dikenal dengan lampu TL (tubular lamp) atau lampu neon
dan yang kedua berukuran lebih kecil dengan tabung ditekuk menyerupai spiral,
umum disebut dengan sebutan lampu hemat energi (LHE).[3]
Karena lampu
pendar memiliki efisiensi lebih tinggi daripada lampu pijar, pemerintah Indonesia
pernah mencanangkan program penggantian lampu pijar dengan lampu pendar secara
gratis.[4] Namun seiring dengan kemajuan
teknologi, efisiensi pencahayaan diode cahaya atau lebih dikenal dengan lampu LED
mulai setara dengan efisiensi pencahayaan lampu pendar walaupun harus dalam
kondisi tertentu. [5]
Sejarah
Penelitian awal
Lampu pendar
jenis LHE yang tabungnya berbentuk spiral.
Fenomena
pendaran (fosforesens) pada beberapa jenis batu dan material lain selama
ratusan tahun, bahkan sebelum dipahami cara kerjanya.[6] Sejak pertengahan abad XIX,
eksperimen memperlihatkan suatu nyala terjadi dari bejana kaca hampa udara yang
dilewati arus
listrik.[6] Penjelasan pertama kali dilakukan
sekitar tahun 1845 oleh ilmuwan berkewarganegaraan Inggris, Sir George G. Stokes dari Universitas
Cambridge.[6] Dia menamakan fenomena ini sebagai fluorescence
dari kata flourite,
yaitu nama sebuah mineral yang dapat berpendar.[6] Penjelasan ini berdasarkan sifat
alamiah listrik dan fenomena cahaya yang dikembangkan pada tahun 1840an oleh Michael
Faraday dan James
Clerk Maxwell,
keduanya ilmuwan dari Inggris.[6]
Pada tahun 1857, seorang ilmuwan dari Perancis, Alexandre E. Becquerel menginvestigasi dua macam fenomena
pendaran (fosforesens dan fluoresens).[7] Dia berteori tentang pembuatan tabung
pendaran serupa dengan yang dibuat pada masa kini.[7] Becquerel bereksperimen dengan
melapisi tabung
vakum dengan material
yang dapat berpendar dan kemudian menjadi dasar pengembangan lampu pendar
selanjutnya.[7]
Lampu generasi awal
Lampu pendar
pertama dipatenkan dengan dokumen paten U.S. Patent No. 889,692 pada tahun 1901 oleh Peter Cooper Hewitt (1861-1921), seorang berkebangsaan Amerika Serikat.[7] Lampu pendar tersebut bekerja dengan
uap raksa tekanan rendah dan adalah prototipe pertama dari lampu pendar masa
kini.[7] Lampu tersebut digunakan untuk studio
fotografi dan industri.[7]
Pada tahun 1927, Edmund Germer, Friedrich Meyer, dan Hans Spanner mematenkan lampu
dengan uap bertekanan tinggi dengan U.S. Patent No. 2,182,732 dan
berikutnya George Inman bekerja sama dengan General Electric (GE) untuk membuat lampu pendar yang
praktis.[7] Lampu tersebut pertama dijual pada
tahun 1938 dan dipatenkan pada tanggal 14 Oktober 1941 dengan U.S. Patent No. 2,259,040.[7] Paten inilah yang kemudian dianggap
menjadi dasar dari pembuatan lampu pendar modern.[7]
Sedangkan
lampu hemat energi (LHE) masa kini pertama dikembangkan oleh Edward E. Hammer,
seorang insinyur dari General Electric saat terjadi krisis energi tahun 1970an.[8] Walaupun pihak pimpinan GE menyukai
rancangan tersebut, mereka memutuskan untuk tidak memasarkannya pada saat itu
karena LHE membutuhkan fasilitas produksi baru yang akan memakan biaya $25
juta.[8] Rancangan lampu tersebut pada
akhirnya bocor dan disalin oleh pihak-pihak lain.[8]
Operasi
Starter dari
sebuah lampu pendar jenis TL.
Sebuah lampu
pendar pada dasarnya selalu berbentuk tabung yang panjang terbuat dari kaca, dengan ruang kosong di dalamnya, dan terminal listrik pada ujungnya
yang terhubung dengan catu daya.[2] Tabung tersebut dapat dibentuk ke
dalam berbagai macam bentuk seperti pada lampu pendar jenis LHE tabung kaca
tersebut ditekuk ke dalam bentuk spiral atau bentuk lainnya.[2] Sejumlah kecil raksa ditempatkan di dalam tabung pendar dan tabung tersebut diisi dengan gas
argon.[2]
Saat listrik
dialirkan melalui tabung tersebut, listrik tersebut mengalir melalui gas argon
dan membangkitkan atom-atom raksa dan menyebabkan sebagian
di antara atom-atom tersebut menguap.[2] Atom raksa menyerap energi dari elektron-elektron yang bergerak bebas dan
menjadi dalam keadaan tereksitasi.[2][1] Atom-atom raksa yang tereksitasi
kemudian akan melepaskan energinya dalam bentuk cahaya pada panjang gelombang ultraungu.[1]
Cahaya pada
panjang gelombang ultraungu tidak dapat kasatmata dan oleh karena itu lampu
pendar mensiasatinya dengan melapisi bagian dalam tabung kaca dengan lapisan fosfor.[2] Fosfor yang terkena energi dari
cahaya ultraungu akan berpendar, mengubah cahaya ultraungu menjadi cahaya
kasatmata.[1] Fosfor berbentuk serbuk yang berwarna
putih yang dapat dilihat pada lampu pendar yang pecah.[2]
Starter (Penghidup)
Starter atau penghidup[9] pada dasarnya adalah suatu saklar otomatis yang akan mati setelah
jangka waktu tertentu.[1] Starter akan membiarkan arus listrik mengalir melalui elektrode pada kedua ujung tabung kaca dan
memanaskannya hingga mulai melepaskan elektron.[1] Starter akan terbuka setelah beberapa
detik dan tegangan
listrik di antara
kedua ujung tabung menyebabkan aliran elektron mengalir dalam tabung dan mengionisasi uap raksa.[1]
Ballas (Pemberat)
Ballas
elektronik yang digunakan pada lampu pendar jenis lampu hemat energi (LHE).
Ballas atau pemberat[9] bekerja sebagai pengatur arus
listrik. Ballas menyediakan kondisi yang tepat untuk menghidupkan dan
mengoperasikan lampu pendar.[1] Jika tegangan listrik pada lampu
pendar tidak diatur, maka besar arus listrik yang mengalir melalui lampu akan
meningkat pesat dan dapat menyebabkan hancurnya komponen-komponen.[1] Ballas bekerja mengatur tegangan
dengan prinsip pembatasan arus.[10]
Ada dua jenis
ballas dalam lampu pendar, yang pertama adalah ballas magnetik dan yang kedua adalah ballas
elektronik.[2] Ballas magnetik bekerja dengan cara mencekik
(bahasa Inggris: choke) arus pada titik yang sudah ditentukan
berdasarkan siklus arus bolak-balik pada frekuensi jala-jala sumber, atau
50/60Hz.[10] Sedangkan ballas elektronik
menggunakan komponen-komponen elektronik aktif untuk membatasi arus dan bekerja
pada frekuensi yang lebih tinggi (sekitar 25KHz).[10] Beberapa orang mungkin dapat melihat
kedipan cepat pada lampu pendar yang menggunakan ballas magnetik namun tidak
untuk lampu yang menggunakan ballas elektronik.[10] Ballas elektronik pada umumnya juga
dapat menghidupkan lampu dengan lebih cepat, dengan lebih sedikit gangguan, dan
dengan daya yang lebih rendah, sehingga membuat lampu pendar bekerja lebih
efisien daripada ballas magnetik.[2]