MODUL 8

MODUL 8
TEKNIK INSTALASI
dosen :
Mustari Lamma
Pksm
fakultas teknologi industri
universitas mercu buana
8. TEKNIK PENERANGAN
8.1. Pengantar
Cahaya adalah suatu gejala fisis, Suatu sumbver cahaya
memancarkan energi. Sebagian dari energi ini dirubah
menjadi cahaya tampak. Perambatan cahaya di ruang bebas
dilakukan oleh gelombang elektromagnetik. Jadi cahaya itu
sendiri adalah gejala getaran.
Kecepatan rambat v gelombang-gelombang elektromagnetik di
ruang
bebas
sama
dengan
3x105
km
perdetik.
Kalau
frekuensinya sama dengan f dan panjang gelombang λ
(lambda), maka berlaku :
v

f
Karena sangat kecil, panjang gelombang cahaya dinyatakan
dalam satuan mikron atau milimikron.
1 mikron ( 1 μ )
= 10-3 mm
1 milimikron (1 m μ)
= 10-6 mm
Gambar. Grafik energi – panjang gelombang sebuah lampu pijar.
Gambar diatas memperlihatkan grafik energi – panjang
gelombang sebuah lampu pijar. Grafik ini menyatakan energi
yang dipanacarkan oleh lampu sebagai fungsi dari panjang
gelombangnya. Dapat dilihat bahwa daerah cahaya yang
tampak dibatasi oleh sinar-sinar ultra ungu dan infra merah.
Selain memiliki warnah tertentu, setiap panjang gelombang
juga memberikan kesan intensitas tertentu, mata manusia
paling peka akan cahaya dengan panjang gelombang 555 mμ,
yaitu warnah kuning kehijauan.
Gambar. Grafik kepekaan mata
Kalau intensitas suatu energi radiasi tertentu dengan panjang
gelombang 555 mμ, dinilai 100, maka energi radiasi yang
sama tetapi dengan panjang gelombang 600 mμ, akan
memberikan intensitas 63. Jadi faktor kepekaan mata untuk
600 mμ sama dengan 0,63. Mata manusia seolah-olah disetel
pada panjang gelombang 555 mμ.
8.2. Satuan – satuan
Satuan-satuan
penting
yang
digunakan
dalam
teknik
penerangan adalah :
- Intensitas cahaya
: kandela (cd)
- Fluks cahaya
: Lumen (lm)
- Intensitas Penerangan atau iluminasi
: lux (lx)
Sudut ruang
: Steradian (sr)
8.2.1. Steradian
Misalkan panjang busur lingkaran sama dengan jari-jarinya.
Kalau kedua ujung busurnya dihubungkan dengan titik
tengah lingkaran, maka sudut antara dua jari-jari ini disebut
satu radian, disingkat rad.
Karena keliling lingkarang sama dengan 2π x jari-jarinya,
maka :
360o
radian 
 57,3o
2
Misalkan dari permukaan sebuah bola dengan jari-jari r,
ditentukan suatu bidang dengan luas r2.
Kalau ujung suatu jari-jari kemudian menjalani tepi bidang
itu, maka sudut ruang yang dipotong dari bola jari-jari ini,
disebut steradian.
Jumlah steradian suatu sudut yang dinyatakan dengan
dengan lambang ω (omega)
8.2.2. Intensitas cahaya
Kawat tahanan yang dialiri arus listrik akan berpijar dan
memancarkan cahaya. Sumber cahay demikian, misalnya
lampu
pijar,
memancarkan
dinamakan
cahaya
pemancar
kesemua
suhu.
jurusan,
Lampu
tetapi
pijar
energi
radiasinya tidak merata.
Jumlah energi radiasi yang dipancarkan sebagai cahaya
kesuatu jurusan tertentu disebut dengan Intensitas Cahaya
dan dinyatakan dalam satuan Candela.
8.2.3. Fluks Cahaya
Sumber cahaya yang ditempatkan dalam bola memancarkan 1
cd
kesetiap
jurusan.
Jadi
permukaan
bolanya
akan
mendapatkan penerangan yang merata. Suatu sumber cahaya
yang memancar sama kuat keseluruh jurusa, dinamakan
sumber cahaya seragam.
Kalau intensita s cahayanya 1 cd, melalui sudut ruang 1 sr
akan
mengalir
fluks
cahaya
lumen/m,
sehingga
dapat
didefinisikan sebagai berikut :
Intensitas Cahaya ialah fluks cahaya persatuan sudut ruang
yang dipancarkan kesuatu arah tertentu.
Atau dalam bentuk rumus :
I


Cd
Ф (phi) adalah lambang untuk fluks cahaya
8.2.4. Intensitas Penerangan
Intensitas penerangan atau iluminasi di suatu bidang ialah
fluks cahaya yang jatuh pada 1 m2 dari bidang itu. Satuan
untuk intensitas penerangan ialah lux (lx) dan lambangnya
adalah E. Jadi,
1 lux = 1 lumen per m2
Apabila kita perhatikan gambar berikut, maka akan kelihatan
bahwa iluminasi di buku dan di meja sama kuatnya.
Gambar. Intensitas penerangan di permukaan buku A dan meja B sama besarnya
Kalau suatu bidang yang luasnya A m2, diterangi dengan Ф
lumen, maka intensitas penerangan rata-rata di bidang itu :
E rata rata 

A
lux
8.2.5. L u m i n a s i
Luminasi adalah suatu ukuran untuk terang suatu benda.
Luminasi yang terlalu besar akan menyilaukan mata, seperti
misalnya suatu lampu tanpa armatur. Luminasi L suatu
sumber cahaya atau suatu permukaan yang memantulkan
cahaya ialah intensitas cahaya dibagi dengan luas semu
permukaan.
L
I
AS
cd/cm2
dimana :
L = Luminasi dalam satuan cd/cm2
I = Intensitas cahaya dalam satuan cd
AS = Luas semu permukaan dalam satuan Cm2
8.3. Diagram dan Grafik
8.3.1.
Diagram polar intensitas cahaya
Berikut ini dapat dilihat diagram polar intensitas cahaya
sebuah armature lampu. Intensitas cahaya lampu pijar
memiliki simetri ruang terhadap garis vertikal melalui pusat
lampu. Karena itu pembagian intensitas cahayanya diberikan
dalam suatu bidang rata melalui sumbu simetri.
Pengukuran dilakukan dalam jarak yang relatig jauh. Karena
itu sumber cahayanya dapat dianggap sebagai suatu sumber
cahaya yang berbentuk titik.
Pada gamber berikut panjang jari-jari dari O kesuatu titik dari
grafik, menyatakan intensitas cahaya kearah itu dalam
satuan candela. Umumnya diagram-diagram ini diberikan
untuk lampu yang memberi 1000 lumen.
Intensitas cahaya sebuah lampu sebanding dengan fluks
cahayabya. Karena itu masih ahrus dikalikan dengan ju,lah
ribuan lumen dari lampu tersebut.
Misalnya, jika armatur seperti gambar dibawah diberi 1500
lumen, maka pada sudut 30o intensitas cahaya akan sama
dengan : 1,5 x 194 = 291 cd.
8.3.2.
Grafik intensitas penerangan
Diagram
polar
menghitung
intensitas
intensitas
cahaya
penerarangan
berdasarkan persamaan :
Ep 
Gambar Intensitas Penerangan
digunakan
I
r2
lux
disuatu
untuk
titik
Dari gambar diatas, intensitas penerangan E’ di bidang a’ – b’
tegak lurus pada arah I, menurut hukum kuadrat akan sama
dengan
E 
'
I
r2
lux
Intensitas penerangan di bidang horizontal a – b, ialah
proyeksi dari E’ pada gris tegak lurus pada bidang a – b di
titik P. Jadi,
E  E' cos 
dimana
α = sudut antara sinar cahaya dan garis tegak lurus pada
bidang a - b dititik P. Rumus ini dikenal sebagai hukum
cosinus.
Dari kedua persamaan diatas diperoleh :
I
E  2 cos 
r
lux
Kalau letak titik cahaya diatas bidang horizontal sama dengan
h, didapat :
h
Cos 
r
atau
1 1
 cos 
r h
Akhirnya diperoleh persamaan :
I
E  2 cos 3 
h
lux
Gambar. Diagram polar intensitas cahaya sebuah lampu jalan yang digantung dengan
grafik intensitas penerangannya
Jadi kalau tinggi h diberikan, intensitas penerangan dapat
juga dihitung dengan menggunakan rumus diatas.
Grafik intensitas penerangan suatu sumber cahaya dapat
dihitung dari diagram polar intensitas penerangan di suatu
bidang datar, dinyatakan dalam satuan lux.
Gambar diatas memperlihatkan cara memperoleh grafik
intensitas penerangan sebuah lampu jalan yang digantung,
dari diagram polar intensitas cahanya.
Tabel : Hitungan dari gambar diatas