Makalah fisika-Mikrowave oven

LAPORAN FISIKA :
Microwave Oven
KELOMPOK 7A:
Andreas Febrian (1203000129)
Arief Ristanto (1204000149)
Edwin Kurniawan (1204000297)
Gita Lystia (1204000378)
Intan Sari H.H.Z (1204000459)
Isnina Eva Hidayati (1204000467)
Mega Puspita (1204007054)
Rangga M. Jati (1204000726)
LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven
DAFTAR ISI
Bab 1: Pendahuluan .......................................................................................................................................................2
1.1 Latar Belakang .....................................................................................................................................................2
1.2 Batasan Masalah ..................................................................................................................................................2
1.3 Tujuan Pembahasan ............................................................................................................................................3
Bab 2: Tinjauan Pustaka.................................................................................................................................................4
2.1 Prinsip Dasar ........................................................................................................................................................4
2.2 Asumsi Penyederhanaan .....................................................................................................................................4
Bab 3: Cara Kerja ...........................................................................................................................................................5
3.1 Definisi .................................................................................................................................................................5
3.2 Bentuk Fisik ..........................................................................................................................................................5
3.3 Cara Kerja .............................................................................................................................................................8
Bab 4: Lain-lain ............................................................................................................................................................11
4.1 Sejarah microwave oven ....................................................................................................................................11
4.2 Dampak pemakaian microwave oven + - ...........................................................................................................12
Bab 5: Penutup ............................................................................................................................................................13
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................................................................13
5.2 Saran ..................................................................................................................................................................13
Bab 6: Daftar Pustaka ..................................................................................................................................................14
1|P a g e
LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven
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
2|P a g e
LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven
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.
3|P a g e
LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven
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 materialmaterial 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.
4|P a g e
LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven
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.
5|P a g e
LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven
 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.
6|P a g e
LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven
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.
7|P a g e
LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven
 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.
8|P a g e
LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave 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.
9|P a g e
LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven
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.
10 | P a g e
LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven
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.
11 | P a g e
LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven
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.
12 | P a g e
LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven
BAB 5: PENUTUP
5.1 KESIMPULA N
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.
13 | P a g e
LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven
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
14 | P a g e