LAMPU PIJAR, LAMPU NEON DAN LAMPU LED (I)

        Setelah Thomas Alfa Edison menemukan lampu listrik yang bisa diproduksi secara komersil pada tahun 1879, perkembangan ilmu pengetahuan manusia dalam bidang elektronika khususnya lampu berkembang dengan pesat. 

      Sebenarnya bukan Thomas Alfa Edison lah yang menemukan lampu pijar untuk pertamakali. Adalah Allesandro Volta yang terkenal itu yang pertamakali mengamati kawat yang bisa menghasilkan cahaya jika dialiri listrik. Ilmuwan lain yang juga terlibat dalam usaha membuat lampu pijar yang bisa digunakan secara komersial diantaranya adalah Henry Woodwards, Mathew Evans, Moses G. Farmer, Humpry Davy. Namun lampu yang mereka hasilkan umurnya sangat pendek, biaya produksi yang tinggi, dan membutuhkan daya listrik yang besar. Ini menyebabkan lampu hasil penelitian mereka tidak mungkin diproduksi secara massal untuk keperluan komersil.

     Setelah melakukan berbagai penelitian mulai dari 1880 dengan menggunakan filamen karbon dan berbagai jenis logam akhirnya pada tahun 1879 Edison berhasil menemukan bola lampu pertama yang mampu bertahan sampai 13 jam lebih. Edison terus mengembangkan penemuannya ini sampai pada akhirnya dia mematenkan penemuannya tersebut sebagai lampu listrik pertama tahun 1880. Penelitian Edison terus berlanjut yang menghasilkan filamen karbon bambu yang bisa bertahan sampai 1200 jam pemakaian beberapa bulan sesudah dia mempatenkan penemuannya yang pertama.

        Ahli-ahli lain di seluruh penjuru Eropa dan Amerika terus berlomba untuk menghasilkan lampu listrik yang bisa bertahan lama dengan biaya produksi yang sekecil mungkin.  Yang paling terkenal adalah peneliti dari dari Hungaria yaitu Hungarian Sandor Just dan Croatian Franjo Hanaman yang mempatenkan tungsten (Wolfram) sebagai filamen lampu pijar. 

LAMPU PIJAR WOLFRAM

    Lampu pijar atau incandescent light bulb adalah lampu listrik yang menghasilkan cahaya dengan cara melewatkan arus listrik pada sebuah kawat filamen yang menyebabkan kawat tersebut panas dan berpijar menghasilkan cahaya (incadescence). Bahan yang digunakan untuk kawat filamen bermacam-macam mulai dari filamen karbon yang ditemukan oleh Thomas Alfa Edison, sampai filamen Wolfram yang mulai digunakan sejak tahun 1904 sampai hari ini oleh ahli elektronika Hungaria Hungarian Sandor Just dan Croatian Franjo Hanaman.

    Wolfram dengan lambang unsur "W" adalah unsur transisi golongan VI B pada sistem periodik. Wolfram merupakan logam yang mempunyai titik didih paling tinggi yaitu 3422 ^oC dengan nilai electrical resistivity sekitar 52,8 n ohm meter, yang mana ini sangat bernilai dalam teknologi pembuatan filamen lampu pijar. Wolfram termasuk logam yang stabil dan bisa bertahan terhadap oksidasi oleh oksigen, asam dan basa.

      Efesiensi lampu pijar Wolfram adalah sekitar 5 %, artinya 95 % dari energi listrik diubah menjadi panas hanya 5 % yang diubah menjadi cahaya. Para ahli terus berusaha untuk memperbesar efesiensi lampu pijar. Pada tahun 2007 perusahan General Electric memperkenalkan lampu yang mereka sebut high efficiency incandescent atau HEI, yang mempunyai efesiensi dua kali lebih besar dibanding lampu pijar biasa, tapi penelitian mereka akhirnya berhenti. Perusahaan Philips memperkenalkan lampu Halogena Energy Saver yang mempunyai efesiensi sampai 30 %.

Konstruksi lampu pijar

     Lampu pijar terdiri dari kaca kedap udara yang berbentuk bulat atau lonjong dan didalamnya terdapat kawat filamen Tungsten (Wolfram) yang bisa dialiri oleh arus listrik. Kawat filamen diletakkan diatas kawat penyangga filamen (support wires) yang di tanamkan dalam batang kaca (stem) dan kedua ujungnya dihubungan dengan kawat beraliran listrik. Bola lampu pijar diisi dengan gas Argon 97 % dan Nitrogen 7 %, untuk untuk mencegah penguapan dan oksidasi pada kawat filamen. Pada beberapa lampu keluaran terbaru, bagian dalam dari lampu pijar dirancang sebagai ruang hampa udara.

     Aliran arus listrik pada kawat filamen Wolfram membuat kawat filamen  berpijar pada suhu antara 1727-2027 ^oC, dibawah titik lebur Wolfram. Suhu filamen pijar dipengaruhi oleh  jenis, ukuran, bentuk permukaan filamen dan kuat arus yang mengalir dalam filamen. Filemen yang bersuhu tinggi mengasilkan cahaya tampak, tapi lebih 90 % berubah jadi panas.

      Untuk memberikan variasi pada warna cahaya yang dihasilkan oleh lampu pijar, maka bagian dalam dari bola kaca lampu pijar dilapisi dengan Kaolin. Kaolin dengan rumus molekul Al₂Si₂O₅(OH)₄ adalah sejenis tanah liat yang berbentuk kristal berwarna putih yang fleksibel namun tidak elastis. Lampu pijar yang dilapisi kaolin mengasilkan warna yang lebih lembut dan lebih putih.
      Bagian luar lampu pijar yang terhubung ke soket lampu (base) ada dua jenis yaitu screw base dan bayonet base. Screw base adalah  base yang berbentuk ulir (baut), yang berguna untuk memasang lampu pada soket dengan cara memutar bola lampu pijar. Screw base biasa digunakan pada bola lampu pijar yang berukuran besar seperti lampu untuk penerangan di rumah. Untuk bola lampu pijar berukuran kecil seperti lampu mobil atau sepeda motor digunakan bayonet base. Bayonet base adalah base yang cara memasangnya mirip dengan cara memasang bayonet.
       Suhu filamen yang sangat tinggi menyebabkan terjadinya sedikit penguapan pada filamen wolfram. Uap ini menyebabkan bagian dalam dari kaca lampu pijar menjadi kehitaman. Temperatur bagian luar lampu pijar berkisar antara 200 - 260 ^oC, jadi perlu dihindari untuk menyentuh lampu pijar yang sedang hidup atau masih panas. Nilai hambatan (R) dari filamen untuk lampu 100 watt sekitar 9.5 ohm, nilai ini akan meningkat 15 kali lebih besar jika lampu dalam kadaaan berpijar.