GLOMBANG MIKRO (Microwawe)

4:28 AM |

Gelombang Mikro (Microwave)

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgQ1WZcnUOR3VKRmBZiPsR2q2myVP9txRCGmz7LKeQLD29gJQ1dkTn4dZBBfFQbCc9i4zKsf9p2MKSLX1ymHqMve2g919MmHrjjBPFvOUMkyOQemrITPi62CabH7L7cUmNt7ff4Dg7dxGQ/s1600/400px-figure2-3.jpg

A. Pengertian Gelombang Mikro (Microwave)

Gelombang mikro (microwave) adalah gelombang elektromagnetik dengan frekuensi super tinggi (Super High Frequency, SHF), yaitu di atas 3 GHz (3x109 Hz). Gelombang ini tidak dapat dilihat dengan mata kita, karena panjang gelombang yang sangat pendek (walaupun sangat kecil dibanding gelombang radio), dan jauh lebih besar daripada panjang
gelombang cahaya (di luar spektrum sinar tampak). Keduanya sama-sama terdapat dalam spektrum gelombang elektromagnetik.

Panjang gelombang cahaya berkisar antara 400-700 nm (1 nm = 10-9 m); sedangkan kisaran panjang gelombang mikro sekitar 1-30 cm (1 cm = 10-2m).

B. Sejarah Gelombang Mikro (Microwave)

Radio Sebagai Nenek Moyang Microwave Bentuk awal radio lebih dikenal sebagai 'wireless telegraphy' (telegrafi tanpa kabel). Istilah ini didapat karena pada masa itu (sekitar tahun 1900-an) masyarakat menganggap bahwa radio adalah suatu bentuk penyempurnaan dari telegraf. Teknologi ini digunakan untuk mengirim pesan dari suatu lokasi ke lokasi lain (point-to-point). Saat ini kita lebih mengenalnya sebagai
radio telephony (bentuk telepon tanpa kabel) dan radio broadcasting (transmisi dari suatu stasiun pemancar ke berbagai tempat di dunia).
Penggunaan teknologi point-to-point dan radio broadcasting semakin lama semakin luas. Tetapi penggunaan gelombang radio yang termasuk long waves ini mendapatkan suatu masalah. Semakin banyak stasiun radio yang beroperasi, semakin besar kemungkinan terjadinya interferensi gelombang. Untuk menghindari ini, masing-masing stasiun radio diberikan frekuensi khusus untuk menyiarkan programnya. Tetapi lama-kelamaan terjadi overcrowding seiring dengan semakin bertambahnya stasiun radio yang memancarkan siarannya.

Ini mendorong para investor untuk memperbesar jangkuannya. Perusahaan-perusahaan besar mulai mencoba menggunakan
wireless telephony untuk hubungan internasional antara Amerika Serikat dan Eropa. Saat melakukan penelitian untuk proyek-proyek besar itulah, mereka menemukan bahwa untuk jangkauan sedemikian luas dibutuhkan gelombang yang lebih pendek dari gelombang radio yang biasa mereka gunakan. Gelombang yang lebih pendek juga memungkinkan berkurangnya masalah overcrowding dan memberi kesempatan bagi penggunaan frekuensi yang sama untuk wilayah yang letaknya berjauhan tanpa terjadi interferensi (karena gelombangnya semakin melemah setelah beberapa ratus kilometer). Gelombang ini kemudian dikenal sebagai gelombang medium (medium waves). Salah satu contohnya adalah gelombang radio AM.
Dipersenjatai dengan berbagai peralatan yang canggih, para peneliti menemukan bahwa gelombang yang lebih pendek lagi mampu berkeliaran ke seluruh dunia secara lebih baik lagi. Short waves atau gelombang pendek ini memiliki panjang gelombang sekitar 10-100 m. Frekuensinya sekitar 3-30 MHz. Gelombang ini memungkinkan transmisi dari suatu lokasi ke lokasi lain yang berada di belahan dunia lain, hanya dengan menggunakan sumber tenaga beberapa Watt saja (sangat murah!).
Berdasarkan penemuan ini, peneliti-peneliti jadi semakin penasaran. Apa yang bakal didapatkan jika mereka bisa menggunakan gelombang yang bahkan lebih pendek lagi dari short waves ini? Itu kan berarti gelombangnya lebih pendek dari 10 m dan frekuensinya lebih tinggi dari 30 MHz! Dimulailah eksperimen-eksperimen untuk mendapatkan ultra-short waves atau microwaves.

C. Sumber Gelombang Mikro (Microwav

1. Matahari, walaupun sebagian besar e) gelombang mikro terhalang oleh atmosfer bumi.

2. Alat tabung vakum, cara kerjanya dengan menggunakan gerakan balistik electron dalam ruang hampa yang dipengaruhi oleh medan listrik.

Perangkat ini bekerja dalam modus kepadatan dimodulasi. Ini berarti bahwa komponen-komponen tadi bekerja atas dasar kumpulan elektron terbang ballistik melalui mereka, dengan menggunakan aliran kontinyu.

3. Sumber microwave yang membutuhkan energi kecil seperti tunnel diodes, Gunn diodes and IMPATT diodes.

4. Maser, amplifier (penguat) yang membentuk gelombang elektromagnetik koheren disebabkan oleh emisi buatan.

maser adalah perangkat yang mirip dengan laser, yang menguatkan energi cahaya dengan merangsang radiasi yang dipancarkan. maser ini, memperkuat energi cahaya, memperkuat frekuensi yang lebih rendah, panjang gelombang microwave.

D. Kegunaan Gelombang Mikro (Microwave)

Pemanfaatan gelombang elektromagnetik sangat luas dalam kehidupan sehari hari. Pemanfaatan gelombang elektromagnetik tersebut terutama untuk keperluan telekomunikasi. Berikut akan diuraikan secara khusus tentang pemanfaatan gelombang mikro:

1.Pemanasan
Gelombang mikro mempunyai energi yang sangat besar, karena frekuensinya yang sangat besar. Hal itu dapat kita ketahui dari persamaan E=hf, sehingga gelombang mikro dapat menghasilkan kalor yanga besar. Kita tentu tidak asing dengan nama microwave oven yang sehari-hari kita pakai untuk memanaskan makanan. Microwave oven menggunakan gelombang mikro dalam band frekuensi sekitar 2.45 GHz. Prinsip Dasar
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.

2. Telekomunikasi

Bagi yang senang memanfaatkan fasilitas hotspot tentunya tidak asing dengan WiFi yang menggunakan band frekuensi ISM. Begitu juga yang gemar menggunakan bluetooth untuk transfer file antara handphone atau handphone dnegan komputer. Operator telekomunikasi juga memanfaatkan gelombang mikro untuk komunikasi antara BTS ataupun antara BTS dengan pelanggannya. di Eropa khususnya di Jerman sudah jarang terlihat penggunaan gelombang mikro untuk komunikasi dengan metode WDM antara BTS dengan BSC. Jaringan backbone komunikasi sudah memakai jarinagn fiber optis. Untuk komunikasi ke end user pada sistem selular tetap menggunakan gelombang mikro. Untuk di indonesia pada tower2 operator telekomunikasi sangat sering kita jumpai antena directional untuk komunikasi antara BTS . Untuk komunikasi ke end user operator GSM di indonesia memakai frekuensi di sekitar 800 MHz, 900MHz dan 1800MHz.

3. Radar

Radar merupakan pemanfaatan gelombang mikro pada rentang frekuensi 3 GHz. Radar adalah singkatan dari Radio Detection and Ranging. Antena radar dapat bertindak sebagai pemancar dan penerima gelombang elektromagnetik. Waktu antar transmit dan receive itu yang dipergunakan untuk mengitung jarak objek tersebut. pada sistem radar, pengolahan sinyal memainkan peranan yang penting untuk mengurangi interferens. Radar memancarkan dan menerima sinyal pantulan secara bergantian dengan sistem switch. Sisem kerja radar ini diterapkan pada sistem GPS. Setiap satelit secara periodis mengirimkan pesan yang isinya adalah waktu pengiriman pesan dan informasi orbit satelit. Receiver GPS akan menghitung jarak receiver dengan setiap satelit yang mengirimkan pesan – pesan tersebut. Dengan membandingkan jarak antara beberapa satelit ini dapat ditentukan letak GPS receiver tersebut

Contoh gelombang microwave pada kehidupan sehari hari yaitu pada microwave oven

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.