Top Banner
LAPORAN FISIKA : Microwave Oven KELOMPOK 7A: Andreas Febrian (1203000129) Arief Ristanto (1204000149) Edwin Kurniawan (1204000297) Gita Lystia (1204000378) Intan Sari H.H.Z (1204000459)
22

Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

Feb 01, 2018

Download

Documents

duonghanh
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

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)

Page 2: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

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

Page 3: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

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

tidak kami bahas secara mendalam. Konsep fisika, struktur dan cara kerja dari sebuah microwave oven

akan kami bahas di laporan ini.

2 | P a g e

Page 4: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven

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

Page 5: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

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 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.

4 | P a g e

Page 6: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

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

Page 7: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

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

Page 8: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

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

Page 9: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

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

Page 10: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

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

Page 11: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

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

Page 12: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

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

Page 13: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

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

Page 14: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

LAPORAN FISIKA KELOMPOK 7A: Microwave Oven

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.

13 | P a g e

Page 15: Makalah fisika-Mikrowave oven Web viewKehidupan manusia tidak dapat lepas dari alam ... Arus listrik bolak-balik dengan beda potensial rendah dan arus searah dengan beda potensial

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