BAB 1 PENDAHULUAN

Kehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam sekitarnya, salah satunya adalah

keberadaan gelombang. Sebagai contoh, cahaya matahari dan bunyi. Cahaya matahari

merupakan kumpulan gelombang transversal dengan bermacam-macam frekuensi dan

amplitudo. Begitu pula dengan bunyi. Bunyi yang kita dengar merupakan gelombang

longitudinal yang terdiri dari berbagai rapatan dan renggangan.Semakin majunya pola pikir

manusia mendorong terciptanya aplikasi yang memanfaatkan gelombang. Penerapan

gelombang sebagai aplikasi ini dapat ditemukan di sekeliling kita. Salah satunya adalah oven

microwave. Saat ini, oven microwave banyak digunakan sebagai alat memasak. Cara kerjanya

adalah dengan memanaskan makanan hingga suhu tertentu. Namun, bagaimana mungkin

gelombang dapat memasak makanan? Prinsip-prinsip fisika apa yang digunakan pada oven

microwave sebagai aplikasi penerapan gelombang? Hal inilah yang menjadi dasar

ketertarikan kami memilih oven microwave sebagai materi kelompok pada kuliah Fisika.

1.1 LATAR BELAKANG

Pembuatan makalah mengenai oven microwave ini dalam rangka menyelesaikan tugas yang

diberikan pada mata kuliah Fisika 2. Makalah ini juga merupakan penjelasan lebih lanjut dari

slide yang telah kami presentasikan di depan kelas pada hari Selasa tanggal 4 November 2007

yang lalu. Alasan kami memilih microwave diantaranya adalah karena ketertarikan kami akan

proses memanasnya sebuah benda karena dikenai gelombang micro. Tidak hanya benda atau

objek yang terkena langsung, sebuah objek yang dibungkus oleh almunium foil ataupun

berada dalam botol pelastik juga bisa mengalami pemanasan. Ketertarikan kami juga pada

sifat pemanasan yang dihasilkan oleh microwave oven. Objek yang dipanaskan, misalnya

sebuah daging, daging tersebut akan mengalami pemansan tidak hanya pada bagian terluar

dari daging, bagian dalamnya juga ikut akan panas.

1.2 BATASAN MASALAH

Disini, kelompok kami hanya akan membahas bagaimana proses pemasanasan yang terjadi

ketika kita memakai microwave oven. Perubahan energi yang terjadi dari listrik menjadi

gelombang mikro tersebut tidak kami bahas secara mendalam. Konsep fisika, struktur dan

cara kerja dari sebuah microwave oven akan kami bahas di laporan ini.

1

1.3 TUJUAN PEMBAHASAN

Tujuan kami dalam pembuatan laporan ini adalah mempelajari secara lebih mendalam akan

prinsip dasar fisika yang digunakan pada microwave oven. Cara kerja dari sebuah microwave

oven juga akan menjadi tujuan utama kami dalam pembuatan laporan ini. Selain itu, tujuan

pembuatan makalah ini adalah untuk memberikan informasi mendasar kepada teman-teman

mahasiswa mengenai microwave oven. Diharapkan setelah membaca makalah ini, teman-

teman mahasiswa akan lebih mengerti tentang apa itu microwave oven, bukan hanya sekedar

pernah mendengar saja. Lebih lanjut, diharapkan agar teman-teman mahasiswa akan mengerti

secara lebih mendalam tentang cara kerja microwave oven dalam memanaskan objek

sehingga bisa mengembangakn prinsip dan cara kerja tersebut pada alat ataupun pada bidang

lainnya.

2

BAB 2 PEMBAHASAN

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai prinsip dasar fisika yang digunakan dalam microwave

oven untuk memanaskan benda.

2.1 PRINSIP DASAR

Ada dua konsep fisika yang menjadi dasar dalam pemanfaatan gelombang mikro untuk

memanaskan benda. Dua konsep tersebut adalah :

1. Radiasi gelombang

Microwave oven menggunakan gelombang radio berfrekuensi 2,5GHz untuk

memanaskan makanan. Gelombang tersebut merambat secara radiasi.

2. Pemanasan dielektrik <dielectric heating>

Fenomena dimana gelombang radio memanaskan material dielektrik. Material disini

berupa air, lemak, dan gula. Jenis material ini berkaitan erat dengan frekuensi

gelombang radio yang berada pada frekuensi 2,5GHz. Gelombang radio pada

frekuensi tersebut, akan diserap oleh material-material tadi. Hal ini akan

menyebabkan atom-atom pada material tadi berotasi dan saling bertabrakan. Dari

sinilah akan timbul panas sehingga makanan yang kita masukkan ke dalam

microwave tadi bisa menjadi panas atau hangat.

2.2 ASUMSI PENYEDERHANAAN

Microwave oven yang dibahas disini adalah sebuah oven untuk memanaskan makanan dan

sebagainya, yang lazim digunakan pada rumah tangga, dengan kata lain adalah bentuk yang

paling dasar. Bisa jadi di dunia nyatanya hal ini akan sedikit berbeda karena ada

kemungkinan microwave yang dipakai di kehidupan sekarang sudah banyak mengalami

modifikasi untuk menaikan performanya ataupun untuk kegunaan lain.

3

BAB 3 CARA KERJA

Pada bagian ini, kami akan menjelaskan definisi, bentuk dan cara kerja microwave oven. Beberapa istilah yang berkaitan dengan solarcell juga akan kami jelaskan.

3.1 DEFINISI

Microwave adalah sebuah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang antara 1

milimeter sampai 1 meter dan berfrekuensi antara 300 megahertz sampai 300 gigahertz.

Oven adalah sebuah peralatan dapur yang digunakan untuk memasak atau memanaskan

makanan. Microwave oven adalah adalah sebuah peralatan dapur yang menggunakan radiasi

gelombang mikro untuk memasak atau memanaskan makanan.

3.2 BENTUK FISIK

Microwave oven yang sekarang beredar dipasaran sangat banyak bentuknya. Teknologi yang

digunakan juga sudah semakin beragam. Pada Gambar dibawah menunjukan sebuah

microwave oven dan komponen-komponen penyusun dari sebuah microwave oven.

Gambar microwave oven

Berikut adalah gambar dari sebuah microwave oven yang biasa digunakan di rumah

tangga untuk memasak.

4

Komponen-komponen microwave oven Magnetron

Gambar 1 Sanyo Magnetron

Magnetron merupakan bagian inti dari microwave oven. Komponen ini akan

mengubah energi listrik menjadi radiasi gelombang mikro. Pada bagian dalam

magnetron, electron dipancarkan dari sebuah terminal central yang disebut

katode. Kutub positif yang disebut anode mengelilingi katode menarik

elektron-elektron. Selama perjalanan pada garis lurus, magnet permanen

memaksa elektron untuk bergerak dalam jalur melingkar. Seiring elektron-

elektron melewati resonansi di dalam ruangan oven, elektron-elektron tersebut

menghasilkan gelombang medan magnet yang terus-menerus.

Gambar 2 Skema Magnetron

5

Waveguide

Gambar 3 Waveguide dalam Microwave Oven

Waveguide adalah sebuah komponen yang didesain untuk mengarahkan

gelombang. Untuk tiap jenis gelombang waveguide yang digunakan tidak

sama. Waveguide untuk gelombang mikro dapat dibangun dari bahan

konduktor.

Microwave Stirrer

Gambar 4 Microwave Stirrer

Komponen yang menyerupai baling-baling ini digunakan untuk menyebarkan

gelombang mikro di dalam microwave oven. Biasanya dikombinasikan dengan

sebuah komponen seperti piringan yang dapat diputar pada bagian bawah.

Kombinasi ini memungkinkan kecepatan tingkat kematangan yang merata saat

memasak.

3.3 CARA KERJA

Berikut adalah cara kerja dari sebuah microwave oven dalam memanaskan sebuah objek:

1. Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda

potensial tinggi diubah dalam bentuk arus searah.

6

2. Magnetron menggunakan arus ini untuk menghasilkan gelombang mikro dengan

frekuensi 2,45 GHz.

3. Gelombang mikro diarahkan oleh sebuah antenna pada bagian atas magnetron ke

dalam sebuah waveguide.

4. Waveguide meneruskan gelombang mikro ke sebuah alat yang menyerupai kipas,

disebut dengan stirrer. Stirrer menyebarkan gelombang mikro di dalam ruang oven.

5. Gelombang mikro ini kemudian dipantulkan oleh dinding dalam oven dan diserap

oleh molekul –molekul makanan.

6. Karena setiap gelombang mempunyai sebuah komponen positif dan negatif, molekul-

molekul makanan didesak kedepan dan kebelakang selama 2 kali kecepatan frekuensi

gelombang mikro, yaitu 4,9 juta kali dalam setiap detik.

Gelombang mikro merupakan hasil radiasi yang dapat ditransmisikan, dipantulkan atau

diserap tergantung dari bahan yang berinteraksi dengannya. Oven microvawe memanfaatkan

3 sifat dari gelombang mikro tersebut dalam proses memasak. Gelombang mikro dihasilkan

oleh magnetron, gelombang tersebut ditransmisikan ke dalam waveguide, lalu gelombang

tersebut dipantulkan ke dalam fan stirrer dan dinding dari ruangan didalam oven, dan

kemudian gelombang tersebut diserap oleh makanan.

Microwave oven dapat membuat air berputar, putaran molekul air akan mendorong terjadinya

tabrakan antar molekul. Tabrakan antar molekul inilah yang akan membuat molekul-molekul

tersebut memanas. Perlu diingat bahwa sebagian besar makanan memiliki kadar air

didalamnya dan jika makanan tersebut memiliki kadar air berarti efek yang sama akan terjadi

jika makanan tersebut dimasukan dalam microwave oven. Selain itu harus dingat juga bahwa

molekul makanan yang lain akan menjadi panas karena ada kontak langsung antara molekul

tersebut dengan molekul air yang memanas.

Melalui perpindahan energi, panas disebabkan oleh pergerakan molekul-molekul. Perpindahan energi ini dapat terjadi dengan 3 cara berbeda, yaitu:

7

Konduksi

Terjadi karena adanya kontak langsung dengan sumber panas, contoh papan

pengorengan yang menjadi panas setelah bersentuhan dengan sumber api pada

kompor.

Konveksi

Konveksi terjadi ketika uap panas naik atau uap berputar di dalam ruangan tertutup

seperti oven. Panas uap ini akan memanaskan bagian luar makanan dan diteruskan

sampai bagian dalam makanan tersebut.

Radiasi

Terjadi karena adanya gelombang elektromagnetik yang membuat molekul-molekul

air bergerak.

8

BAB 4 LAIN-LAIN

4.1 TIPE MICROWAVE OVEN

Dipasaran ada beberapa tipe dari microwave oven, pembagian tipe microwave oven tersebut

ddasarkan pada ukuran dari microwave tersebut. Klasifikasinya dapat disebutkan sebagai

berikut:

1. Compact Microwave

Compact microwave disebut juga sebagai portable microwave, yaitu tipe terkecil dari

mikrowave oven. Ukuran dari oven jenis ini sekitar 46 cm untuk lebarnya, 35 cm

untuk tebalnya dan 30 cm untuk tingginya. Tenaga yang digunakan untuk

mengoperasikan oven jenis ini antara 500 sampai 1000 watt. Harga dari microwave

oven jenis ini kurang dari $100 US.

2. Medium Capacity Microwave

Microwave jenis ini empunyai ukuran lebih besar dari compact microwave. Untuk

tenaga listrik yang dibutuhkan untuk mengoperasikan oven jenis ini sekitar 1000-1500

watt. Jenis microwave ini mempunyai kemampuan untuk memasak dan

menghangatkan makanan lebih cepat dibanding dengan compact microwave.

3. Large Capacity Microwave

Jenis oven ini adalah jenis yang terbesar dengan ukuran lebih besar daripada medium

microwave. Tenaga listrik yang dibutuhkan untuk mengoperasikan oven jenis ini

mencapai 2000 watt. Large microwave cocok digunakan untuk restoran ataupun

tempat-tempat yang membutuhkan makanan dalam jumlah yang besar.

9

4.2 DAMPAK PEMAKAIAN MICROWAVE OVEN

A. Dampak Positif

Cepat panasnya makanan yang dipanaskan.

Pemanasan bisa merata pada semua bagian makanan yang dipanaskan.

Praktis dalam penggunaannya sehingga bisa mengefisienkan waktu.

B. Dampak Negatif

Membutuhkan energi (listrik) yang cukup besar untuk mengoperasikan microwave oven.

Menimbulkan resiko jika tidak mengerti cara penggunaannya.

10

BAB 5 PENUTUP

5.1 KESIMPULAN

Dari hasil pembelajaran yang kelompok kami kerjakan tentang microwave oven, ada

beberapa hal yang bisa kami jadikan kesimpulan. Diantaranya adalah microwave oven adalah

suatu alat yang digunakan untuk memasak yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik

untuk memanaskan makanan. Gelombang elektromagnetik tersebut bersumber dari arus

listrik yang dialirkan ketika microwave oven tersebut digunakan. Arus listrik bolak-balik

maupun arus listrik searah akan diubah menjadi bentuk arus searah. Kemudian salah satu

komponen dalam microwave oven memanfaatkan arus tersebut untuk diubah menjadi

gelombang elektromagnetik dengan frekuensi 300 MHz – 300 GHz (rata-rata berfrekuensi

2,45 GHz), gelombang tersebut merambat secara radiasi dan dengan komponen-komponen

dalam microwave oven lainnya gelombang tersebut akan diserap oleh material dielektrik

(dalam hal ini berupa air, lemak dan gula), kemudian timbul panas dari atom-atom material

yang berotasi dan saling bertabrakan, sehingga makanan bisa menjadi panas atau hangat.

5.2 SARAN

Kami memiliki beberapa saran sebagai berikut:

Microwave oven menjadi sebuah alat yang bisa sangat membantu dalam

kehidupan manusia jika digunakan secara benar. Pencerdasan masyarakat akan

penggunaan microwave oven kami rasa diperlukan.

Perlunya dikembangkan alat-alat lainnya yang memanfaatkan gelombang mikro

untuk memfasilitasi kehidupan manusia.

Penelitian tentang microwave harus di tingkatkanlagi untuk menemukan kegunaan

baru dari gelombang mikro maupun untuk meningkatkan perforama dari alat yang

sudah ada.

11

BAB 6 DAFTAR PUSTAKA

http://home.cvc.org/microwaves

http://www.colorado.edu/physics/2000/microwaves/mwintro.html

http://en.wikipedia.org/wiki/waveguide

http://home.howstuffworks.com/microwave.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/microwave_oven

http://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric_heating

http://home.cvc.org/microwaves

12