LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR “HAMBATAN LISTRIK DALAM KAWAT” (LAMPU PIJAR) L-4 OLEH : NAMA NPM FAKULTAS / JURUSAN HARI / TANGGAL ASISTEN : YUDHA DWI RAMADHANDI : 2010017111032 : FTI / TEKNIK ELEKTRO : JUM’AT / 23 OKTOBER 2020 : WENDI ERA SONATA, S.SI Catatan Asisten : UNIVERSITAS BUNG HATTA PADANG 2020 LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS BUNG HATTA “Hambatan Listrik Dalam Kawat (L-4)” (Lampu Pijar) I. Tujuan percobaan 1. Memahami hukum Ohm 2. Memperagakan untaian pengukuran arus dengan tegangan pada lampu pijar. 3. Membuat interpretasi grafik hubungan antara : a. Tegangan yang terpasang dengan arus yang mengalir. b. Tegangan yang terpasang dengan tahanannya. c. Tegangan yang terpasang dengan gaya yang diserap. 4. Membuat interpretasi dengan bagan listrik. II. Teori A.Lampu Pijar Lampu Pijar atau disebut juga Incandescent Lamp adalah jenis lampu listrik yang menghasilkan cahaya dengan cara memanaskan kawat filamen di dalam bola kaca yang diisi dengan gas tertentu seperti nitrogen, argon, kripton atau hidrogen. Lampu pijar tergolong dalam lampu listrik generasi awal yang masih digunakan hingga saat ini. Cahaya lampu pijar dibangkitkan dengan mengalirkan arus listrik dalam suatu filament yang pada akhirnya energy listrik diubah menjadi energy panas dan cahaya. Arus listrik dalam filament merupakan gerakan electron-elektron bebas yang karena pergerakannya mengakibatkan terjadinya benturan dengan elektron-elektron yang terikat pada inti atom Elektron-elektron terikat senantiasa bergerak dalam orbit tertentu mengitari inti atom. Jika terjadi benturan dengan sebuah electron bebas maka sebuah electron terikat dapat keluar dari orbitnya dan menempati orbit lain yang lebih besar dengan energy yang lebih besar pula. Pada saat electron ini meloncat kembali ke orbitnya semula maka kelebihan energy akan menjadi bebas dan dipancarkan sebagai cahaya tampak atau panas tergantung pada panjang gelombangnya Nama : Yudha dwi ramadhandi NPM : 2010017111032 LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS BUNG HATTA 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. Di samping memanfaatkan cahaya yang dihasilkan, beberapa penggunaan lampu pijar lebih memanfaatkan panas yang dihasilkan, contohnya adalah pemanas kandang ayam, dan pemanas inframerah dalam proses pemanasan di bidang industri. 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. Seorang ilmuwan bernama Swan menggunakan batang karbon dengan tahanan listrik rendah pada lampunya, karena hubungan antara resistensi dan arus, yaitu dengan elemen resistensi yang rendah maka banyak dibutuhkan arus listrik agar menjadi panas dan bersinar, sehingga konduktor pembawa listrik di lampu harus relatif pendek dan tipis, hal tersebut dapat diterima untuk percobaan atau demonstrasi, tapi tidak untuk dikomersilkan. Lampu Swan tidak dapat bertahan lama sebab terdapat gas yang terperangkap di batang lampu terlepas ketika lampu sudah tengah menyala Edison menyadari bahwa filamen yang tipis dengan tahanan listrik yang tinggi akan membuat lampu menjadi lebih baik Resistensi tinggi berarti hanya sedikit arus listrik yang diperlukan untuk membuat filamen lebih bersinar. Sehingga pada tahun 1883 Edison & Swan United Electric Light Company didirikan. Yang lebih dikenal dengan nama "Ediswan" Perusahaan tersebut menjual lampu dengan filamen selulosa yang Swan telah temukan pada tahun 1881 Nama : Yudha dwi ramadhandi NPM : 2010017111032 LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS BUNG HATTA B.Komponen Lampu Pijar 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. Berikut fungsi dari beberaa komponen yang digunakan untuk bola lampu : a.Gelas kaca Gelas kaca adalah penutup filamen batang karbon suatu lampu pijar sederhana yang berbahan dasar kaca berwarna bening. Gelas kaca ini berfungsi untuk melindungi filamen dari rekasi oksidasi. b.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. Konstruksi lampu halogen juga menggunakan prinsip yang sama dengan lampu pijar biasa, perbedaannya terletak pada gas halogen yang digunakan untuk mengisi bola lampu. c.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. Nama : Yudha dwi ramadhandi NPM : 2010017111032 LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS BUNG HATTA C.Cara Kerja Lampu Pijar Pada dasarnya filamen pada sebuah lampu pijar adalah sebuah resistor.Saat dialiri arus listrik, filamen tersebut menjadi sangat panas, berkisar antara 2800° Kelvin hingga maksimum 3700° Kelvin. Ini menyebabkan warna cahaya yang dipancarkan oleh lampu pijar biasanya berwarna kuning kemerahan. Pada temperatur yang sangat tinggi itulah filamen mulai menghasilkan cahaya pada panjang gelombang yang kasat mata. Hal ini sejalan dengan teori radiasi benda hitam. Dengan mengalirnya arus elektron melalui filamen tipis menghasilkan tumbukan- tumbukan elektron didalam filamen sehingga membentuk cahaya serta panas sebagai residu.Seiring bertambahnya voltase listrik yang digunakan maka semakin tinggi intensitas cahaya, sebab naiknya tegangan memacu naiknya aliran listrik karena resistan bersifat tetap jika kenaikan suhu dihiraukan, dan membesarnya aliran listrik maka membesar pula probabilitas terjadinya tumbukan didalam filamen.Secara sederhana cara kerja lampu pijar ketika ada arus listrik mengalir melalui filamen yang mempunyai resistivitas tinggi akan menghasilkan panas hingga filamen berpijar D.Karakteristik Lampu Pijar Karakteristik arus-tegangan pada lampu pijar menurut hukum ohm dinyatakan dalam persamaan: I=V/R V= I . R R= I .V Di mana : I = arus yang mengalir pada lampu pijar V = tegangan sumber input R = hambatan pada lampu (Ω) Pernyataan ini untuk selanjutnya dikenal sebagai hukum Ohm yang berbunyi : ”Kuat arus yang mengalir pada suatu penghantar sebanding dengan beda potensial pada kedua ujung penghantar itu, dan berbanding terbalik dengan hambatannya asalkan suhu penghantar tidak berubah ” Nama : Yudha dwi ramadhandi NPM : 2010017111032 LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS BUNG HATTA Lampu pijar akan memancarkan cahaya ketika ada arus listrik melewati filamen kawat lampu pijar kemudian temperatur filamen naik sehingga lampu dapat berpijar. Filamen tersebut mempunyai hambatan yang tidak tetap. Hambatan filamen tungsten akan semakin tinggi jika temperatur naik sehingga kenaikan tegangan akan mengakibatkan menaiknya hambatan yang juga akan terjadi sedikit kenaikan arus yang mengalir. Hambatan filamen kira-kira seperempat belas dari keadaan temperatur normal dalam keadaan dingin. Salah satu yang perlu diperhatikan dalam karakteristik lampu pijar ini adalah pengaruh tegangan terhadap lampu Nama : Yudha dwi ramadhandi NPM : 2010017111032 LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS BUNG HATTA Nama : Yudha dwi ramadhandi NPM : 2010017111032 LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS BUNG HATTA Nama : Yudha dwi ramadhandi NPM : 2010017111032 LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS BUNG HATTA Nama : Yudha dwi ramadhandi NPM : 2010017111032 LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS BUNG HATTA Nama : Yudha dwi ramadhandi NPM : 2010017111032
