ASTALOG.COM – Alat pengatur panas khusus atau termostat adalah suatu alat yang dapat menghubungkan dan memutuskan lingkaran arus secara otomatis berdasarkan perubahan suhu. Alat ini memiliki suatu alat perasa yang peka terhadap perubahan suhu (Van Harten, 1983).
Pemanfaatan termostat umumnya digunakan untuk peralatan yang pemanasannya bersumber pada energi listrik untuk menghidupkan sumber panas. Tujuan pemakaiannya adalah sebagai peralatan pengaman untuk mempertahankan panas sesuai setting yang telah ditentukan sebelumnya, sehingga sumber panas tidak akan cepat mudah rusak.
Inti susunan termostat terdiri atas saklar otomatis yang bekerja berdasarkan prinsip beda koefisien muai panjang yaitu bimetal.
Apa itu bimetal?
Bimetal adalah dua buah logam atau paduan logam yang memiliki beda koefisien muai panjang dan direkatkan satu sama lain dengan jalan mengeling atau mengelas (Nyoman Kertiasa, 1997).
Bimetal mengacu pada objek yang terdiri dari dua logam yang terpisah bergabung bersama-sama. Alih-alih menjadi campuran dari dua atau lebih logam, seperti paduan, benda bimetal terdiri dari lapisan logam yang berbeda. Trimetal dan tetrametal merujuk ke objek yang terdiri dari tiga dan empat logam yang masing-masing terpisah. Sebuah batangan bimetal biasanya terbuat dari kuningan dan besi.
Strip dan disk bimetal, yang mengkonversi perubahan suhu dalam perpindahan mekanik, adalah benda bimetal paling dikenal karena nama mereka. Namun, ada benda bimetal umum lainnya. Misalnya, kaleng terdiri dari baja dilapisi dengan timah. Timah dapat mencegah kaleng dari pengkaratan. Untuk memotong biaya dan mencegah orang-orang melelehkannya untuk kemudian mengambil logamnya, koin biasanya terbuat dari logam murah yang ditutupi dengan logam yang lebih mahal. Sebagai contoh, sen Amerika Serikat diubah dari 95% tembaga menjadi 95% seng, dengan plating tembaga tipis untuk mempertahankan penampilannya. Jenis umum dari objek trimetal (sebelum kaleng aluminium) adalah kaleng baja berlapis timah dengan tutup aluminium. Membuat tutup dari aluminium memungkinkan untuk ditarik dengan tangan bukan menggunakan pembuka kaleng, tapi kaleng ini terbukti sulit untuk didaur ulang karena campuran logamnya.
Mata pisau untuk bandsaw dan gergaji reciprocating saw sering dibuat dengan konstruksi bimetal. Gigi, terbuat dari baja kecepatan tinggi, terikat (dengan berbagai metode, misalnya, pengelasan berkas elektron atau sinar laser welding) hingga dasar baja karbon dengan kekuatan tinggi. Konstruksi tersebut seperti membuat pisau dengan kombinasi kecepatan dan daya tahan yang lebih baik dari yang ditunjukkan pada pemotongan dengan menggunakan pisau non-bimetal, karena keuntungan dan kerugian dari masing-masing logam yang diterapkan di lokasi terbaik: gigi lebih keras (dan dengan demikian dapat memotong lebih baik), tapi karena itu juga lebih rapuh; Sementara itu, area badan alat lebih lembut (yang akan membuat gigi lebih lemah), tetapi juga kurang rapuh, sehingga lebih tahan terhadap retak dan pecah (yang tentu diinginkan di area badan).
Bagaimana cara kerjanya?
Strip bimetal digunakan untuk mengkonversi perubahan suhu dalam perpindahan mekanik. Strip terdiri dari dua strip dari logam yang berbeda yang berkembang pada tingkat yang berbeda ketika dipanaskan, biasanya baja dan tembaga, atau dalam beberapa kasus baja dan kuningan. Ekspansi yang berbeda memaksa strip datar menekuk jika dipanaskan, dan ke arah yang berlawanan jika didinginkan di bawah temperatur awal. Logam dengan koefisien ekspansi termal yang lebih tinggi berada di sisi luar kurva ketika strip dipanaskan dan berada di sisi dalam ketika didinginkan.
Perpindahan ini jauh lebih besar dari ekspansi perpindahan dari satu logam saja. Efek ini digunakan dalam berbagai perangkat mekanik dan listrik. Dalam beberapa aplikasi, strip bimetal digunakan dalam bentuk datar. Dalam aplikasi lain, strip dibungkus dalam sebuah kumparan untuk kerapatan. Semakin panjang versi melingkar dari strip semakin meningkat sensitivitasnya.
Prinsip Kerja Bimetal
Prinsip kerja dari bimetal adalah apabila dipanaskan akan melengkung. Melengkungnya logam ini disebabkan oleh perbedaan koefisien muai kedua plat logam. Azas kerja dari termostat sendiri adalah sekrup (tombol) pengatur berfungsi mengatur jarak antara cakram kontak. Apabila suhu sudah mencapai nilai tertentu sesuai setting yang telah ditentukan sebelumnya, kontak akan terputus karena logam yang ada pada bimetal membengkok. Beberapa saat kemudian apabila suhu turun maka arus akan mengalir kembali karena logam pada bimetal kembali ke posisi semula yang mengakibatkan arus terhubung.
