Lapisan Bimetalik Dijelaskan: Mengubah Panas menjadi Gerakan Mekanis
Lapisan bimetalik adalah perangkat sederhana yang mengubah energi termal menjadi gerakan mekanis. Digunakan sebagai saklar yang diaktifkan termal atau indikator panas dan bekerja berdasarkan prinsip ekspansi diferensial logam yang berbeda yang dipanaskan. Lapisan bimetalik terdiri dari dua logam berbeda yang digabungkan bersama untuk membentuk strip lurus datar atau coil konsentrik. Saat strip dipanaskan, salah satu logam memanas dan melebar lebih cepat dari yang lain, menyebabkan strip membengkok. Defleksi mekanis ini kemudian dimanfaatkan dengan berbagai cara untuk beralih sirkuit listrik atau memindahkan jar ke nilai indikasi panas tertentu.
Saat padat, fluida, atau gas dipanaskan, molekulnya mulai bergerak menjauh satu sama lain yang mengarah pada ekspansi. Selama bahan yang dipanaskan tidak tertahan pada titik tertentu, ia akan melebar dengan seimbang. Jika, dari suatu alasan, bahan tertahan atau mencegah untuk melebar di salah satu permukaannya, ekspansi yang tidak terbatas di bagian sisa bahan akan menyebabkan ia menyimpang atau membengkok. Jelas beberapa bahan akan memanas lebih cepat atau melebar lebih banyak dari yang lain tergantung pada struktur molekuler mereka. Jika dua bahan yang berbeda semacam itu digabungkan bersama, yang memanas lebih lambat akan membatasi ekspansi di satu wajah yang lain dan menyebabkan fenomena defleksi ini terjadi.
Prinsip defleksi termal dari bahan yang berbeda ini digunakan untuk menyediakan gerakan mekanis terkait panas dalam berbagai macam peralatan listrik dan pengukuran. Lapisan bimetalik umumnya dibangun dari dua logam yang berbeda dengan kombinasi khas seperti pital dan baja serta tembaga dan baja. Kedua bahan biasanya dielas, di-brazing, atau dibermbatu bersama untuk menghasilkan persatuan yang rata dan aman antara dua permukaan kontak. Lapisan bimetalik dapat dibentuk sebagai lurus atau elemen jenis coil spring konsentrik. Defleksi fisiknya saat dipanaskan kemudian dimanfaatkan dengan berbagai cara untuk mencapai fungsi yang berbeda.
Salah satu metode paling umum untuk memanfaatkan defleksi lapisan bimetalik adalah menggunakan strip sebagai kontak listrik untuk membuat atau memutus sirkuit. Termostat pemanas adalah contoh baik dari jenis aplikasi ini dan menggunakan strip lurus yang tidak dipanaskan untuk menjaga kontak dengan titik saklar dan menjaga sirkuit pemanas tetap aktif. Ketika suhu naik ke titik yang ditentukan sebelumnya, strip memanas dan membengkok, sehingga memutus sirkuit dan mematikan pemanas. Ketika strip mendingin kembali, ia meluruskan diri dan mereaktivasi sirkuit pemanas. Ini memungkinkan rentang suhu konstan untuk dipelihara.
Tipe coil lapisan bimetalik cenderung terurai saat memanas dan memutar jar dari termostat jenis jar untuk menunjukkan nilai suhu. Lapisan bimetalik juga digunakan sebagai perangkat beban termal untuk memutus suplai daya ke peralatan listrik ketika mereka menarik arus berlebihan atau secara fisik terlalu panas. Karakteristik ekspansi yang diketahui dari logam yang berbeda dalam lapisan bimetalik memungkinkan penyesuaian yang sangat akurat dari perangkat ini untuk beroperasi pada suhu yang tepat. Ini menjadikan strip sebagai metode yang terpercaya dan terjangkau untuk menggunakan panas sebagai input kontrol atau pengukuran.
