Bimetal Jika Dipanaskan Akan Membengkok Ke Arah

Loading Preview

Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.

Bimetal adalah sensor suhu atau sensor temperatur yang sangat populer digunakan karena kesederhanaan yang dimilikinya. Bimetal biasa dijumpai pada peralatan listrik seperti setrika listrik dan lampu dimer atau lampu penerangan daya besar. Bimetal adalah sensor suhu yang terbuat dari dua buah lempengan logam yang berbeda koefisien muainya (α) yang direkatkan menjadi satu. Bila suatu logam dipanaskan maka akan terjadi pemuaian, besarnya pemuaian tergantung dari jenis logam dan tingginya temperatur kerja logam tersebut.

Bila dua lempeng logam saling direkatkan dan dipanaskan, maka logam yang memiliki koefisien muai lebih tinggi akan memuai lebih panjang sedangkan yang memiliki koefisien muai lebih rendah memuai lebih pendek. Oleh karena perbedaan reaksi muai tersebut maka bimetal akan melengkung kearah logam yang muainya lebih rendah. Dalam aplikasinya bimetal dapat dibentuk menjadi saklar Normally Closed (NC) atau Normally Open (NO).

Dari penggabungan dua logam yang bebeda koefisien muai tersebut berlaku rumusan berikut :

Dimana dalam praktikny tB/tA = 1 dan (n+1).n =2, sehingga :

dimana : ρ = radius kelengkungan t = tebal jalur total n = perbandingan modulus elastis, EB/EA m = perbandingan tebal, tB/tA T2-T1 = kenaikan temperature

αA, αB = koefisien muai panas logamA dan logam B

Konsep dasar pembuatan sensor suhu bimetal adalah memanfaatkan koefisien muai dari dua logam yang berbeda dan diaplikasikan sebagai sebuah saklar Normally Closed (NC) atau Normally Open (NO) yang akan berubah posisi pada saat temperatur/suhu dingin dan panas. Seperti namanya maka temperatur switch adalah switch yang bekerjany memutuskan atau menyambung listrik karena pengaruh dari suhu. Jadi pada suhu tertentu titik kontak pada temperatu switch tersebut akan terhubung atau terputus, Temperatur switch banyak digunakan untuk peralatan pendingin udara, pelindung peralatan terhadap suhu berlebih dan lain-lain. Temperatur switch sering juga disebut thermal switch atau thermostat switch.

Prinsip Kerja Thermo Switch
Thermal swtch biasanya memiliki tuas titik kontak yang terbuat dari sekeping pelat bimetal. Bimetal adalah dua buah logam yang memiliki koofisien pemuaian panjang berbeda yang direkatkan dengan di las menjadi satu. Pada suhu nominal pelat bimetal berbentuk lurus. Jika Pelat bimetal dipanaskan maka logam yang memiliki koefisien muai panjang lebih besar akan memuai lebih panjang daripada logam yang memiliki nilai koefisien muai panjang lebih kecil.

Logam yang memuai lebih panjang akan mendorong logam yang memuai lebih pendek sehingga pelat bimetal akan melengkung ke arah logam yang memiliki nilai koofisien muai lebih kecil. Hal sebaliknya akan terjadi jika pelat bimetal didinginkan. Thermal switch biasanya memiliki permukaan yang dihubungkan dengan pelat bimetal dan permukaan tersebut merupakan titik kontak yang akan dihubungkan dengan sumber panas atau dingin.

Pelat bimetal merupakan tuas yang dihubungkan dengan titik kontak dan titik kontak tersebut dihubungkan ke terminal atau pin untuk disambung ke sumber arus listrik . Keping bimetal adalah dua buah keping logam (biasanya kuningan dan besi ) yang memiliki koefisien muai panjang berbeda yang dikeling menjadi satu. Keping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. Jika keping bimetal dipanaskan, maka akan melengkung ke arah logam yang koefisien muai panjangnya kecil.

Bila didinginkan, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang koefisien muai panjangnya besar. Pada suhu normal panjang keping bimetal akan sama dan kedua keping pada posisi lurus. Jika suhu naik kedua keping akan mengalami pemuaian dengan pertambahan panjang yang berbeda. Akibatnya keping bimetal akan membengkok ke arah logam yang mempunyai koefisien muai panjang yang kecil. Pembengkokan bimetal dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan misalnya saklar alarm bimetal, atau termometer bimetal.

Jika keping bimetal dipanaskan, maka akan melengkung ke arah logam yang koefisien muai panjangnya kecil. Bila didinginkan, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang koefisien muai panjangnya besar. Keping bimetal dapat dimanfaatkan dalam berbagai keperluan misalnya pada termometer bimetal, termostat bimetal pada seterika listrik, saklar alarm bimetal, sekring listrik bimetal.

Pengertian bimetal
adalah dua keping logam yang memiliki koefisien yang berbeda dan saling menempel dengan cara di keling.

Pemanfaatan bimetal sangat kita rasakan dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya pada saat kita menggunakan setrika. Pada saat setrika panasnya sudah maksimum, maka setrika akan mati secara atomatis. Kemudian setrika akan menyala kembali setelah suhunya agak rendah. Jadi yang berperan sebagai sakelar atomatis pada setrika tersebut adalah bimetal.

Sifat-sifat bimetal atau cara kerja bimetal :

1. Jika bimetal
   dipanaskan, maka bimetal akan melengkung ke arah logam yang memiliki
   koefisien muainya lebih kecil.
2. Sebaliknya, jika bimetal
   didinginkan, maka bimetal akan melengkung ke arah logam yang memiliki
   koefisien muainya lebih besar.

Alat yang menggunakan prinsip bimetal :

1. Sakelar termal atau sakelar suhu
2. Termometer bimetal (termometer ini digunakan untuk mengukur suhu yang sangat tinggi >100 derajat)
3. Termosfat bimetal (termosfat biasa dimanfaatkan pada mesin penetas telur secara atomatis, dimanfaatkan juga pada setrika listrik)
4. Lampu sen atau tanda arah pada mobil jaman dulu.

Contoh soal bimetal

1. Perhatikan gambar berikut ini. jika ada dua jenis logam tembaga dan besi yang masing-masing memiliki koefisien muai 17 x 10-6/0C dan 12 x 10-6/0C. Yang manakah logam tembaga dan besi?

jawab :

Kita menggunakan kedua prinsi kerja bimetal di atas. Prinsip kerjanya adalah jika dipanaskan, bimetal akan melengkung ke arah koefisien muai yang lebih kecil.

Perhatikan gambar di atas! Logam tersebut melengkung ke arah logam B. Jadi logam B itu memiliki koefisien muai yang lebih kecil. Sedangkan logam B memiliki koefisien muai yang lebih besar daripada logam A.

Jadi jawabannya adalah Logam A sebagai besi yang memiliki koefisien muai 12 x 10-6/0C. Logam A sebagai tembaga yang memiliki koefisien muai 17 x 10-6/0C.

2. Soal pilihan ganda. Dari gambar di bawah ini, bisa kita simpulkan bahwa :

bimetal pada keadaan normal

bimetal setelah dipanaskan

a. koefisien muai baja lebih kecil daripada koefisien muai besi

b. koefisien muai baja lebih besar daripada koefisien muai besi

c. koefisien muai baja sama dengan koefisien muai besi

d. koefisien muai baja tidak dapat ditentukan

Jawab :

Prinsipnya adalah : Bimetal setelah dipanaskan melengkung ke arah logam yang koefisiennya lebih kecil. Pada gambar di atas, bimetal melengkung ke arah logam baja. Jadi logam baja memiliki koefisien yang lebih kecil daripada koefisien muai besi.Jawabannya A.

3. Soal pilihan ganda. Dari gambar berikut, dapat disimpulkan bahwa :

bimetal pada keadaan normal

bimetal setelah DIDINGINKAN

a. koefisien muai kuningan lebih kecil daripada koefisien muai perak

b. koefisien muai kuningan lebih besar daripada koefisien muai perak

c. koefisien muai kuningan sama dengan koefisien muai perak

d. koefisien muai kuningan tidak dapat ditentukan

jawab :

Prinsip kerja bimetal : Jika DIDINGINKAN, bimetal akan melengkung ke arah logam yang koefisiennya yang lebih besar. Pada gambar di atas, bimetal DIDINGINKAN melengkung ke arah Kuningan. Jadi logam kuningan memiliki koefisien yang lebih besar.Jawabannya B.

SHARE ON
Twitter
Facebook
WhatsApp
Pinterest