loading...
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.
1.3 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.
Bab 2: Tinjauan Pustaka
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.
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.
v Gambar microwave
oven
Berikut adalah
gambar dari sebuah microwave oven yang biasa digunakan di rumah tangga untuk
memasak.
v 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
¨
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.
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:
·
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.
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.
4.2 Dampak pemakaian microwave oven
A. Dampak Positif
v Cepat panasnya
makanan yang dipanaskan.
v Pemanasan bisa
merata pada semua bagian makanan yang dipanaskan.
v Praktis dalam
penggunaannya sehingga bisa mengefisienkan waktu.
B. Dampak Negatif
v Membutuhkan
energi (listrik) yang cukup besar untuk mengoperasikan microwave oven.
v Menimbulkan
resiko jika tidak mengerti cara
penggunaannya.
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.
Bab 6: Daftar Pustaka
1. http://home.cvc.org/microwaves
2. http://www.colorado.edu/physics/2000/microwaves/mwintro.html
3. http://en.wikipedia.org/wiki/waveguide
4. http://home.howstuffworks.com/microwave.htm
5. http://en.wikipedia.org/wiki/microwave_oven
6. http://en.wikipedia.org/wiki/Dielectric_heating
7. http://home.cvc.org/microwaves
loading...
No comments:
Post a Comment