Apa itu Bimetal? Bagaimana prinsip kerja bimetal sebagai sensor suhu pada setrika listrik? Mungkin pertanyaan itu tidak jarang dijumpai ketika orang baru pertama kali mendengar istilah tersebut. Bimetal merupakan sebuah alat yang dibuat menggunakan gabungan dua logam yang memiliki kecepatan pemuaian berbeda. Logam yang digunakan untuk membuat alat tersebut memiliki nilai koefisien muai panjang yang berbeda.
Dalam kehidupan sehari-hari bimetal biasa dimanfaatkan sebagai pengatur suhu otomatis pada beberapa peralatan rumah tangga seperti setrika. Bimetal dapat menurunkan dan menaikkan suhu dengan cara otomatis. Agar tahu lebih lanjut tentang bimetal, pemanfaatannya, dan prinsip kerjanya pada setrika, yuk simak informasi dalam ulasan berikut!
Contoh Penerapan Bimetal pada Keperluan Sehari-Hari
Umumnya bimetal dibuat dari tembaga dan besi. Sebelum terkena panas bimetal memiliki bentuk yang lurus memanjang. Namun, setelah dipanaskan bentuknya akan melengkung ke arah (besi) yang koefisiennya sedikit. Begitu pun sebaliknya, dalam keadaan dingin, keadaannya akan melengkung ke arah yang koefisiennya banyak. Adapun beberapa alat yang menggunakan prinsip bimetal adalah:
1. Saklar Otomatis pada Setrika Otomatis
Pada setrika (otomatis) terdapat sebuah alat yang memiliki fungsi untuk menghubungkan dan memutuskan arus listrik dengan cara otomatis. Alat tersebut dinamakan sebagai saklar otomatis. Prinsip kerja bimetal sebagai sensor suhu pada setrika listrik, satu di antaranya, logam akan melengkung menjauhi kontak bilamana suhu setrikanya tinggi.
2. Termostat
Pernah mendapati adanya sebuah alat pengatur panas di ruangan penginapan yang didirikan di daerah dingin? Alat tersebut merupakan alat yang bernama thermostat. Termostat bekerja dengan cara, jika udara dingin, maka lempengan bimetal yang ada di dalamnya akan menyusut. Akhirnya kedua ujung lempengan pun akan saling bersentuhan.
3. Thermometer Bimetal
Termometer bimetal adalah salah satu jenis termometer yang memiliki kegunaan untuk mengukur perbedaan suhu. Thermometer bimetal dibuat menggunakan bimetal yang melengkung dengan cara menjepit salah satu ujungnya sampai tidak dapat bergerak sedikit pun. Sedang ujung yang satunya dapat bebas bergerak dan terhubung dengan jarum penunjuk. Jika suhunya naik, jarum akan bergerak ke kanan dan sebaliknya.
4. Alarm Kebakaran
Prinsip kerja alarm kebakaran yakni, bilamana terjadi kenaikan suhu di sekitarnya, maka bimetal akan menyentuh kontak. Pada saat tersebut arus akan mengalir menuju alarm atau bel listrik. Alarm kebakaran akan berbunyi, memberikan tanda bahwa ada kebakaran atau kondisi panas yang tidak biasa sedang terjadi di sekitar wilayah tersebut.
Sifat Bimetal
Karena terbuat dari logam, maka bimetal ini memiliki sifat sebagai penghantar panas atau konduktor. Oleh sebab itu bimetal dapat menghantarkan panas atau listrik dengan sangat baik. Adapun beberapa sifat bimetal yang lainnya adalah sebagai berikut:
1. Jika Terkena Panas Akan Melengkung
Karakteristik yang paling terlihat dari pada bimetal yakni, apabila terkena panas akan cepat melengkung. Kenapa hal itu bisa terjadi? Peningkatan suhu mengakibatkan terjadinya kenaikan energi kinetik pada logam. Hal tersebut akan mendorong molekul yang terdapat di dalamnya untuk saling menjauh dan akhirnya berakibat pada terjadinya pemuaian.
2. Pemuaiannya Tergantung dengan Besar Ekspansi Termalnya
Pada bimetal, pemuaian akan semakin mudah terjadi jika koefisien ekspansi termalnya semakin besar. Pun sebaliknya, semakin koefisien termalnya kecil, maka akan semakin kecil pula kemungkinan terjadinya pemuaian. Jadi, cepat lambatnya pemuaian pada bimetal tergantung pada besar kecilnya ekspansi termalnya.
3. Ekspansi Dua Logamnya Berbeda
Sebagaimana telah dijelaskan di awal bahwa, bimetal pada setiap peralatan elektronik terdiri dari logam yang berbeda jenis dan berbeda nilai koefisien. Maka, besar kemungkinan bahwa, salah satu koefisien ekspansinya lebih besar dari koefisien ekspansi yang lain. Pada saat terkena panas, salah satu lapisan logam yang ada pada bimetal akan memulai lebih banyak dari lapisan logam lainnya.
4. Ketika Kena Dingin Juga Melengkung
Bukan hanya pada saat terkena panas saja, logam tersebut juga akan melengkung ketika terkena suhu dingin. Hal ini disebabkan karena adanya pengurangan energi kinetik pada saat suhunya menurun. Saat suhu turun atom-atom pada bimetal akan semakin rapat. Akibatnya logam jadi mengkerut. Logam yang besar koefisien muainya lebih cepat atau besar, akan mengkerut lebih cepat dibanding logam yang koefisien ekspansinya kecil.
Prinsip Kerja Bimetal pada Setrika
Setelah mengetahui beberapa sifat Bimetal, berikutnya adalah mengetahui prinsip kerja bimetal sebagai sensor suhu pada setrika listrik. Pernah mendengar istilah pemuaian panjang? Prinsip kerjanya berdasarkan pada pemuaian panjang. Bagaimana maksudnya? Jadi, ketika setrika dihubungkan dengan sumber arus listrik, logam yang dulunya lurus akan mengalirkan listrik ke area pemanas. Pada saat itu, suhu logam akan naik.
Lambat laun, suhu bimetal akan menjadi tinggi dan peningkatan suhu tersebut perlahan akan membuatnya berubah menjadi melengkung. Berikutnya, ketika mencapai suhu tertentu, keadaan lingkungan akan menjadi lebih besar. Ketika itu, ujung bimetal akan menjauh dari kontak. Dalam keadaan ini, arus listrik akan secara otomatis terputus.
Pada saat arus listrik terputus, suhu bimetal pelan-pelan akan ikut turun dan bimetal pun perlahan kembali dalam keadaan lurus. Dalam keadaan lurus, ujung bimetal akan bersentuhan dengan penghantar panas yang berjalan dan arus listrik akan mengalir kembali. Proses tersebut akan berulang secara terus-menerus sampai setrika dimatikan.
Demikian informasi terkait bimetal, sifat, pemanfaatan, dan prinsip kerja bimetal sebagai sensor suhu pada setrika listrik. Selain itu, perlu diketahui bahwa, bimetal yang terdapat pada setrika (listrik atau otomatis) memiliki kegunaan sebagai saklar otomatis yang prinsip kerjanya berdasar pada naik dan turunnya suhu. Maka dari itu suhu pada setrika bisa diatur sesuai keinginan penggunanya.