ANALISIS UMUR LAMPU PIJAR TERHADAP PENGARUH POSISI PEMASANGAN Ahmad Rizal Sultan1) Abstrak : Secara umum, tiap jenis lampu listrik memiliki umur sendiri. Namun karena berbagai faktor umur rata-rata belum tercapai lampu pijar tersebut sudah rusak (terjadi kerusakan dini). Terjadinya kerusakan dini pada lampu pijar dipengaruhi oleh faktor yang berbeda. Hasil penelitian menunjukkan umur rata-rata lampu pijar dipengaruhi oleh posisi pemasangan (antara ketiga posisi pemasangan mempunyai karakteristik yang berbeda). Selain itu Posisi merupakan posisi terbaik karena mempunyai koefisien variasi lebih kecil daripada posisi dan . Serta kemampuan menyala lampu pijar pada posisi lebih lama walaupun umur nyalanya sedikit lebih kecil dari pemasangan lampu pijar pada posisi . Kata Kunci : Lampu Pijar, Umur Rata-rata, Posisi pemasangan pemilihan PENDAHULUAN lampu listrik untuk Dibandingkan sumber energi digunakan sebagai alat penerangan di lain, energi listrik merupakan energi suatu tempat atau ruangan tidak lagi yang murah serta ramah lingkungan. didasarkan dengan prinsip ”pokoknya Dalam pemakaiannya, energi listrik terang”, tetapi digunakan dengan pertimbangan-pertimbangan dalam berbagai sektor sudah didasarkan kehidupan. Mulai dari rumah tangga, yang seharusnya dilakukan seperti kantor, sekolah, industri dan lain-lain. pertimbangan Demikian pertimbangan pula dengan makin segi segi keindahan, hemat bertambahnya tingkat kehidupan serta listrik, untuk mempermudah kegiatan sehari- penerangan dan pertimbangan lain. hari maka alat-alat dengan sumber pertimbangan tenaga Secara umum tingkat setiap jenis tenaga listrik makin dibutuhkan oleh lampu listrik mempunyai umur rata- masyarakat. demikian rata, yaitu umur lampu (jam nyala) kebutuhan tenaga listrik akan makin sampai lampu tersebut tidak lagi bertambah. menghasilkan Dengan Penggunaan lampu listrik di masyarakat ini / rusak. Contohnya lampu pijar 1000 jam, sudah lampu halogen 2000 jam serta lampu sangat berkembang. Artinya bahwa fluorescent (TL) 7000-10.000 jam. 1) akhir-akhir cahaya adalah dosen Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Ujung Pandang, Jl. Perintis Kemerdekaan Km.10, Tamalanrea Makassar 90245 14 A R Sultan,Analisis Umur Lampu Pijar Terhadap Pengaruh Posisi Pemasangan 15 Namun karena berbagai faktor umur pemasangan lampu pijar terhadap rata-rata belum tercapai lampu listrik umur rata-ratanya. tersebut sudah rusak (terjadi kerusakan dini). Terjadinya kerusakan dini Berdasarkan uraian di atas, maka penelitian ini dapat dirumuskan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu beberapa fluktuasi terjadinya pengaruh posisi pemasangan lampu pemanasan lebih, frekuensi switching pijar terhadap umur rata-ratanya serta (lampu sering di-on dan di-off kan) bagaimana posisi pemasangan lampu serta kerusakan pada instalasi seperti pijar yang ekonomis dari segi estetika pin atau kawat dapat rusak jika dan dipasang tegangan, dengan pemasangan tidak hal, segi yaitu bagaimana teknik. paksa, Jika eksperimental tepat, akan mengidentifikasi Penelitian ini bertujuan pengaruh posisi mengakibatkan terjadinya percikan api pemasangan lampu pijar terhadap dan dan umur rata-ratanya serta menentukan pegangannya, sentuhan tangan yang posisi pemasangan lampu pijar yang berminyak pada bola lampu dapat ekonomis dari segi estetika dan segi menimbulkan teknik. kerusakan pada bercak lampu panas dan memecahkan kaca JENIS LAMPU Selain faktor di atas, dalam Dalam sistem penerangan beberapa literatur dinyatakan bahwa buatan ada dua jenis lampu yang umur rata-rata lampu pijar dipengaruhi dikenal secara umum, yaitu lampu oleh pijar posisi pemasangan. Namun dan lampu tabung gas. pernyataan ini tidak diberi penjelasan Berdasarkan prinsip kerjanya, lampu lebih lanjut tentang model /posisi listrik terdiri dari dua bagian yaitu pemasangannya. Berdasarkan hal lampu pijar (Incandescent Lamp ) dan tersebut, melihat pengaruh lampu tabung gas (Discharge Lamp). untuk pemasangan terhadap umur rata-rata Lampu lampu pijar, melalui penelitian / Service), lampu reflektor dan lampu eksperimen ini diharapkan diperoleh halogen merupakan kelompok lampu data-data yang akurat berbagai variasi pijar berdasarkan prinsip kerjanya. Demikian GLS juga (General lampu Lighting fluorescent 16 ELEKTRIKA NO. I/TAHUN 13/MEI 2016 (lampu TL), lampu merkuri, lampu filamen tetapi berdasarkan prinsip sodium tekanan rendah (SOX), lampu pelepasan sodium discharge). tekanan tinggi (SON) elektron (electron merupakan contoh lampu tabung gas. Prinsip Kerja Lampu Pijar Lampu pijar menghasilkan cahaya Lampu pijar sebenarnya memiliki akibat memijarnya filamen sedangkan susunan lampu tampak pada gambar di bawah ini. tabung gas mengeluarkan yang sederhana, seperti cahaya tidak atas prinsip memijarnya Gambar 1.Konstruksi Lampu Pijar Pada bagian dasarnya terdapat dua tipis yang disebut filamen. Filamen buah ini terletak di tengah-tengah bohlam kontak logam, yang dihubungkan ke terminal-terminal lampu yang ditegakkan dengan sumber listrik. Kontak logam ini menggunakan semacam batang dihubungkan dengan dua kawat tipis, penyangga yang terbuat dari kaca. yang selanjutnya menjadi tempat Kawat tipis dan filamen lampu ini untuk mengikatkan sebuah logam ditempatkan dalam sebuah wadah A R Sultan,Analisis Umur Lampu Pijar Terhadap Pengaruh Posisi Pemasangan 17 tabung kaca yang diisi dengan gas maka elektron akan yang bersifat inert misalnya argon. energi dalam bentuk foton. Atom- Saat dihubungkan dengan atom sebuah logam umumnya akan sumber tegangan, arus listrik akan melepaskan foton cahaya inframerah, mengalir dari titik persambungan yang tidak terlihat secara kasat mata. satu ke titik persambungan lain Tetapi apabila atomnya dipanaskan melalui kawat dan filamen. Pada hingga temperatur tertentu (sekitar sebuah konduktor padat, arus listrik 2.200 derajat Celcius seperti yang ini terjadi pada filamen lampu pijar), ditimbulkan oleh pergerakan elektron-elektron bebas (yaitu maka foton melepaskan cahaya yang elektron-elektron yang tidak terikat dipancarkannya akan berupa foton kuat dengan atomnya) dari daerah cahaya tampak. yang bermuatan positif ke daerah yang bermuatan negatif. Filamen dalam sebuah lampu Ketika pijar terbuat dari logam tungsten bergerak yang cukup panjang tetapi sangat melalui filamen, elektron-elektron ini tipis. Untuk sebuah lampu pijar 60 akan menabrak atom-atom penyusun watt, panjang filamen tungstennya filamen. Tiap tumbukan yang terjadi sekitar 2 meter dengan ketebalan saat elektron menabrak atom akan seperseratusan inci. Tungsten ini menimbulkan energi. digulung menyebabkan atom-atom elektron-elektron ini Energi ini menjadi sebuah koil. filamen Selanjutnya koil ini digulung lagi bergetar. Akibat getaran ini, maka membentuk koil yang lebih besar atom-atom filamen akan menjadi sehingga panas. Semakin tipis filamennya Dengan cara ini, filamen akan panas. panjangnya kurang lebih 2 meter akan dapat dimasukkan ke dalam wadah menyebabkan elektron yang terikat bohlam yang sempit. Pada lampu pada atom filamen terdorong untuk pijar 60 watt panjang koil ini lebih melompat ke tingkat energi yang kecil semakin mudah Energi lebih tinggi. Saat panas elektron terbentuk dari koil satu ganda. yang inci. ini Seperti diketahui, sebuah kembali ke kedudukan awalnya, logam harus dipanaskan hingga pada 18 ELEKTRIKA NO. I/TAHUN 13/MEI 2016 temperatur yang sangat tinggi agar evaporasi atom tungsten. dapat memancarkan foton cahaya temperatur tampak. Pada temperatur yang sangat getaran atom-atom tungsten cukup tinggi ini, hampir semua logam akan kuat sehingga dapat menyebabkan meleleh. Hal ini terjadi karena beberapa getaran dalam atom-atom logam ikatan antar atom-atomnya. Atom akan merusak struktur ikatan padat yang terlepas ini akan melayang- antara atom-atom logam sehingga layang di udara. Pada keadaan logam mencair. Pemakaian tungsten vakum, atom tungsten yang terlepas sebagai bahan filamen lampu pijar akan tak lain karena tungsten memiliki berkumpul mengendap di dasar kaca temperatur titik leleh yang luar biasa lampu. tingginya. tungsten yang mengalami evaporasi yang sangat atomnya terlontar Semakin tinggi, terlepas ke Pada bawah banyak dari dan atom Walaupun demikian tetap maka filamen tungsten akan menjadi ada masalah mengenai pemakaian rusak. Di sisi lain endapan atom tungsten mencapai tungsten di temperatur yang sangat tinggi dan semakin banyak kondisi tertentu terpenuhi, logam menjadi hitam. tungsten akan menimbulkan percikan mengurangi umur rata-rata lampu bunga-bunga pijar. Oleh karena itu, wadah kaca ini. api. menimbulkan bereaksi Saat Ini berpotensi kebakaran dengan lampu pijar lampu akan sehingga akan Hal ini sesungguhnya tentu tidak Oleh vakum tetapi diisi dengan gas yang karena itu, untuk menghindari hal bersifat inert seperti gas argon. yang tidak diinginkan ini, maka Dengan adanya gas ini, maka pada filamen lampu pijar diletakkan dalam saat sebuah evaporasi, wadah oksigen. jika dasar kaca yang divakumkan. tungsten atom mengalami tersebut akan bertumbukan dengan atom argon Pemvakuman sebenarnya atom punya efek ini buruk sehingga terpental kembali ke arah filamen dan bergabung kembali terhadap umur rata-rata lampu. Hal membentuk struktur padat seperti ini semula. Karena gas yang bersifat ditimbulkan oleh peristiwa A R Sultan,Analisis Umur Lampu Pijar Terhadap Pengaruh Posisi Pemasangan 19 inert ini tidak dapat bereaksi dengan halogen mempunyai umur yang lebih unsur-unsur lainnya, maka tetap pendek daripada jenis lampu listrik tidak yang bekerja berdasarkan pelepasan ada kemungkinan terjadi kebakaran. elektron (discharge lamp) seperti Penyebab Kerusakan Dini Lampu lampu fluoresen, lampu merkuri, Pijar lampu sodium dll. Perbandingan Lampu listrik yang bekerja berdasarkan pemijaran (incandescent umur rata-rata beberapa jenis lampu dapat dilihat pada tabel 1. lamp) seperti lampu pijar dan lampu Tabel 1. Perbandingan umur rata-rata jenis lampu listrik Jenis Lampu Lampu Pijar Lampu reflektor pressed glass Lampu Halogen Lampu Fluoresent Lampu Merkuri Blended Lampu Merkuri Fluoresen Lampu Merkuri Halide Lampu Sodium Tekanan Rendah Lampu Sodium Tekanan Tinggi Walaupun umur rata-rata lampu pijar Umur Rata-Rata (jam) 1.000 2.000 2.000 7.000 – 10.000 4.000 – 6.000 12.000 – 24.000 6.000 – 10.000 10.000 – 14.000 12.000 – 24.0000 lampu lain, walaupun sangat pendek, namun penggunaan di operasinya masyrakat masih cukup besar. Hal harga / biaya operasi beberapa jenis ini lampu dapat dilihat pada tabel 2. dikarenakan harganya yang tinggi. biaya Perbandingan murah dibandingkan dengan jenis Tabel 2. Perbandingan harga & biaya operasi tiap jenis lampu listrik Jenis Lampu Lampu Pijar Lampu Halogen Lampu Fluoresent Lampu Merkuri Blended Lampu Merkuri Fluoresen Lampu Merkuri Halide Lampu Sodium Tekanan Rendah Lampu Sodium Tekanan Tinggi Harga sangat rendah rendah rendah rendah sedang tinggi sedang tinggi Biaya Operasi Tinggi tinggi rendah rendah sedang sangat rendah sangat rendah sangat rendah 20 ELEKTRIKA NO. I/TAHUN 13/MEI 2016 Secara lampu umum, memiliki tiap umur jenis rata-rata METODE PENELITIAN Untuk mencapai tujuan yang (seperti tabel 1). Namun karena diinginkan, maka tahapan penelitian berbagai faktor umur rata-rata belum ini dibagi atas beberapa tahap, yaitu : tercapai lampu listrik tersebut sudah Tahap Persiapan rusak dini). Pada tahap ini, semua peralatan Terjadinya kerusakan dini pada tiap pengaman, alat ukur serta lampu jenis lampu listrik dipengangaruhi pijar dirangkai. oleh faktor yang berbeda. Pada Tahap Pengujian lampu pijar, hal ini dipengaruhi oleh Melakukan pengamatan pada alat beberapa fluktuasi ukur mulai saat lampu dinyalakan, pemanasan sampai lampu putus (umur rata-rata lebih, frekuensi switching (lampu lampu pijar 1000 jam nyala, dengan sering di-on dan di-off kan) serta demikian kerusakan pada instalasi seperti pin dilakukan kurang lebih 40 hari).. atau kawat dapat rusak jika dipasang Posisi lampu pijar yang dijadikan dengan paksa, Jika pemasangan tidak sampel yaitu posisi ( tepat, akan mengakibatkan terjadinya acuan pemasangan horizontal = , percikan api dan kerusakan pada pemasangan lampu secara vertikal lampu dan pegangannya, sentuhan = tangan yang berminyak pada bola diharapkan lampu dapat menimbulkan bercak lampu pijar mewakili semua model panas dan memecahkan kaca serta pemasangan karena Langkah-langkah pengujian ini dapat (terjadi faktor tegangan, berbeda. kerusakan yaitu terjadinya posisi pemasangan yang pengamatan dapat ). Dengan posisi tersebut model oleh pemasangan masyarakat. dilihat pada diagram alir sebagai berikut : A R Sultan,Analisis Umur Lampu Pijar Terhadap Pengaruh Posisi Pemasangan 21 Mulai Perancangan Instalasi Pengujian (Posisi 0, 90 & 270) Alirkan Arus Pada Tiap Lampu Lampu Putus Catat Waktu Putusnya Lampu Selesai Gambar 2. Skema Pelaksanaan Pengamatan dapat mewakili posisi pemasangan Tahap analisis hasil Pengujian Melakukan analisis data hasil tersebut. eksperimen umur lampu pijar HASIL DAN PEMBAHASAN terhadap beberapa variasi Penelitian ini dilakukan di pemasangan lampu. Analisis data Ruang Bengkel Listrik PS Teknik dilakukan dengan metode statistik. Listrik Tiap jenis pemasangan lampu pijar, Pandang. Kegiatan penelitian ini sebagai sampel dilakukan pada 7 memanfaatkan waktu selama kurang buah lampu pijar, dengan harapan lebih enam bulan. Politeknik Negeri Ujung Jenis sampel 22 ELEKTRIKA NO. I/TAHUN 13/MEI 2016 lampu pijar yang digunakan yaitu posisi pemasangan lampu pijar lampu pijar 5 W, 220 V. Adapun terhadap umur rata-ratanya dapat hasil pengamatan terhadap berbagai dilihat pada tabel 3 di bawah ini Tabel 3. Hasil Pengamatan No Lampu Waktu sampai lampu padam (jam nyala) Posisi Pemasangan Lampu Pijar ( 0 derajat) 1 Lampu 1 880 2 Lampu 2 1180 3 Lampu 3 1200 4 Lampu 4 1180 5 Lampu 5 978 6 Lampu 6 902 7 Lampu 7 1011 Posisi Pemasangan Lampu Pijar ( 90 derajat) 1 Lampu 1 477 2 Lampu 2 500 3 Lampu 3 820 4 Lampu 4 770 5 Lampu 5 879 6 Lampu 6 902 7 Lampu 7 910 Posisi Pemasangan Lampu Pijar ( 270 derajat) 1 Lampu 1 980 2 Lampu 2 1132 3 Lampu 3 899 4 Lampu 4 1055 6 Lampu 5 1180 6 Lampu 6 978 7 Lampu 7 1019 A R Sultan,Analisis Umur Lampu Pijar Terhadap Pengaruh Posisi Pemasangan Lampu Pijar Pada 23 sampel umur lampu pijar hanya 97 Posisi Pemasangan jam nyala, namun data tersebut tidak Berdasarkan hasil pengamatan, umur digunakan. Secara grafik umur rata- rata-rata lampu pijar dengan posisi rata lampu pijar pada pemasangan pemasangan posisi bervariasi antara 880 dibawah ini : jam nyala sampai dengan 1200 jam nyala. Walaupun pada dapat dilihat pada gambar beberapa 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1 2 3 4 5 6 7 Gambar 3. Grafik Umur Rata-rata Lampu Pijar Pada Pemasangan Lampu Pijar Pada Posisi Walaupn pada beberapa sampel umur lampu pijar hanya 121 jam Pemasangan hasil nyala, namun data tersebut tidak pengamatan, umur rata-rata lampu digunakan. Secara grafik umur rata- pijar dengan posisi pemasangan rata lampu pijar pada pemasangan bervariasi antara 500 jam nyala posisi sampai dengan 910 jam nyala. dibawah ini : Selain itu, berdasarkan dapat dilihat pada gambar 24 ELEKTRIKA NO. I/TAHUN 13/MEI 2016 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 1 2 3 4 5 6 7 Gambar 4. Grafik Umur Rata-rata Lampu Pijar Pada Pemasangan Lampu Pijar Pada nyala. Posisi Walaupun pada beberapa sampel umur lampu pijar hanya 154 Pemasangan hasil jam nyala, namun data tersebut tidak pengamatan, umur rata-rata lampu digunakan. Secara grafik umur rata- pijar rata lampu pijar pada pemasangan Selain itu, dengan berdasarkan posisi pemasangan posisi bervariasi antara 899 jam dapat dilihat gambar dibawah ini : nyala sampai dengan 1132 jam 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1 2 3 4 5 6 7 Gambar 5. Grafik Umur Rata-rata Lampu Pijar Pada Pemasangan pada A R Sultan,Analisis Umur Lampu Pijar Terhadap Pengaruh Posisi Pemasangan 25 Analisis Data Hasil Pengamatan tunggal, hasil perhitungan dapat Dengan menggunakan dilihat pada tabel berikut ini : Varians (Anova) Analisis untuk faktor Tabel 4. Hasil analisis data dengan Anova Posisi Jumlah Data Jumlah Rata-Rata Varians 0 derajat 7 7342 1048,857 18843,81 90 derajat 7 5258 751,1429 34610,81 270 derajat 7 7243 1034,714 9309,905 Sumber Variasi SS df MS F P-Value Antara grup 394908,7 2 197454,3 9,437863 Di dalam grup 37657,1 20921,51 Total 771495,8 20 18 F crit 0,001573 3,554557 Tahapan-tahapan dalam analisis hasil jumlah data – jumlah kolom = 21-3 pengamatan, yaitu = 18 1. Membuat Hipotesisi Nol dan Hipotesis Alternatif (H0 & H1) F tabel = 3,554557 ; F hitung = 9,437863 H0 (Artinya umur rata-rata lampu pijar tidak berbeda 3. Tahap analisis Kriteria : 1. Tolak H0 jika F hitung > F (Artinya umur rata-rata lampu pijar berbeda) 2. Menentukan F tabel & F hitung = 5 % = 0,05 tabel 2. Terima H0 jika F hitung < F tabel 3. Tolak H0 jika P value < 4. Terima H0 jika P value > df numerator (antara grup) = jumlah kolom – 1 = 2 df denumerator (di dalam grup) = Berdasarkan hasil analisis dengan 26 ELEKTRIKA NO. I/TAHUN 13/MEI 2016 metode Anova, diketahui bahwa H0 posisi ditolak. Hal ini berarti antara ketiga walaupun umur nyalanya sedikit posisi pemasangan lampu pijar ( lebih kecil dari pemasangan lampu posisi 0 derajat, 90 derajat & 270 pijar pada posisi 0 derajat. derajat) mempunyai derajat lebih lama karakteristik yang berbeda. Untuk 270 KESIMPULAN & SARAN menentukan posisi Berdasarkan hasil pengamatan dan pemasangan yang paling baik, maka analisis data terlihat bahwa umur dapat rata-rata lampu pijar dipengaruhi digunakan persamaan Koefisien Variasi (KV) 1. : SD x100% X oleh posisi ketiga pemasangan posisi pemasangan mempunyai Posisi pemasangan 0 derajat: KV1 137.273 x100% 13.087% 1048.857 (antara karakteristik yang berbeda. Selain itu Posisi 270 derajat merupakan posisi terbaik karena mempunyai koefisien 2. Posisi pemasangan 90 derajat: KV2 186.039 x100% 24.767% 751.1429 variasi lebih kecil daripada posisi 0 derajat dan 90 derajat. Serta kemampuan menyala lampu pijar pada posisi 270 derajat lebih lama 3. Posisi Pemasangan 270 derajat: 96.488 KV3 x100% 9.325% 1034.714 walaupun umur nyalanya sedikit lebih kecil dari pemasangan lampu pijar pada posisi 0 derajat. DAFTAR PUSTAKA Berdasarkan perhitungan koefisien variasi, Posisi 270 derajat merupakan posisi terbaik karena mempunyai koefisien variasi lebih kecil daripada posisi yang lain. Dengan kata lain kemampuan menyala lampu pada Fink, Beaty,”Standar Handbook for Electrical Engineer”, McGraw-Hill General Electric, “Buku Petunjuk GE Lighting”. A R Sultan,Analisis Umur Lampu Pijar Terhadap Pengaruh Posisi Pemasangan Panjaitan, R. 1989. “ Lampu listrik dan penggunaannya” Bandung: Tarsito Sugandi .Imam, dkk .2001,”Panduan Instalasi Listrik Untuk Rumah Berdasarkan PUIL 2000”,Jakarta,YUPTL Thompson, F.G.1992. “ Electrical Installation Technology”, and Workshop Longman Scientific & Technical 27