Logam manakah yang koefisien muainya lebih besar?

Bimetal terdiri dua kata yakni “bi” yang artinya dua dan “metal” yang artinya logam. Jadi, bimetal adalah dua keping logam yang disatukan atau dikeling dan memiliki muai panjang berbeda. Dua logam yang dikeling disebut dengan keping bimetal.

Misalnya antara besi dan aluminium seperti gambar di atas, di mana besi mempunyai koefisien muai panjang 11 x 10 –6 /°C dan aluminium mempunyai koefisien muai panjang 25 x 10 –6 /°C. Bagaimana prinsip kerja bimetal?

Rumus Bimatel

ΔL = ℓo a ΔT

Prinsip kerja bimetal menggunakan konsep pemuaian, khususnya muai panjang. Jadi, bimetal peka terhadap perubahan suhu. Jika keping bimetal dipanaskan atau dinaikan suhunya, maka akan melengkung ke arah logam yang memiliki angka koefisien muai panjangnya kecil. Bila didinginkan, keping bimetal akan melengkung ke arah logam yang angka koefisien muai panjangnya besar.

Berdasarkan prinsip kerja tersebut, bimetal dipakai sebagai termostat. Termostat merupakan alat yang memiliki berfungsi ganda yakni sebagai saklar otomatis dan sebagai pengatur suhu. Sebagai saklar otomatis biasanya digunakan pada setrika listrik, almari es, bel listrik, alarm kebakaran, lampu sen mobil atau motor, rice cooker, oven dan lain-lain. Apabila sudah sampai batas panas yang diinginkan maka bimetal akan melengkung memutuskan aliran arus listrik dan alat kembali dingin bimetal akan lurus menghubungkan arus lagi, seperti gambar di bawah ini.

Sebagai pengatur suhu atau dikenal dengan nama thermometer logam, dimana melengkungnya logam dapat diberi skala sehingga setiap kenaikan lengkungan dapat digunakan untuk menunjukkan kenaikan suhu.

Selain sebagai saklar otomatis dan pengatur suhu, bimetal digunakan sebagai alat sensor panas otomatis pada alaram kebakaran. Apabila terjadi kebakaran dan suhu di sekitar panas [bimetal panas ] maka bimetal akan melengkung menghubungkan arus listrik yang terhubung pada alarm. Ketika alarm berbunyi petugas segera dapat mengetahui dan dapat segera menangani agar tidak terjadi kebakaran. Skema prinsip kerja sensor panas adalah sebagai berikut.

Berikut ini terdapat beberapa aplikasi sensor bimetal, terdiri atas:

Apabila sudah sampai batas panas yang diinginkan maka bimetal akan melengkung dan memutuskan aliran arus listrik dan alat kembali dingin bimetal akan lurus menghubungkan arus lagi.

Salah satu aplikasi dari Bimetallic temperature sensor ini adalah pada setrikaan listrik pada setrika jika suhu melebihi batas yang telah ditentukan maka setrika akan mati sendiri dan akan ada bunyi “tik”, itu sebenarnya adalah Bimetallic temperature sensor yang sedang melengkung. Disini bimetal berfungsi sebagai saklar suhu otomatis yang akan memutus kontak listrik jika suhu setrika melebihi batas yang ditentukan.

Apabila terjadi kebakaran dan suhu disekitar panas maka bimetal akan melengkung menghubungkan arus listrik yang terhubung pada alarm.

Berikut ini terdapat beberapa kelebihan dan kekurangan bimetal, terdiri atas:

1. Kelebihan Bimetal

• Tahan dari goncangan
• Tidak mudah terbakar
• Harganya relatif Murah
• Tahan lama, awet dan mudah dikalibrasikan.
• Dapat digunakan untuk termograf

2. Kekurangan Bimetal

1. Memerlukan kalibrasi sering untuk menjaga akurasi
2. Respon terhadap perubahan suhu lambat
3. Kurang akurat

Berikut ini terdapat beberapa contoh bimetal, terdiri atas:

1] Jika sebuah keping bimetal didinginkan maka yang terjadi adalah…

1. Melengkung secara berlawanan
2. Melengkung kearah logam yang koefisien muai lebih besar
3. Melengkung ke arah logam yang koefisien muai lebih kecil
4. Bertambah panjang dengan arah tetap lurus.

Pembahasan

Bimetal jika didinginkan akan melengkung ke arah logam yang koefisien muainya lebih besar.

2] Perhatikan gambar berikut! Bimetal terdiri logam P dan logam Q dipanaskan.

Kesimpulan yang bisa diambil adalah….

• Koefisien muai P sama dengan Q
• Koefisien muai P lebih besar dari Q
• Koefisien muai P lebih kecil dari Q
• Koefisien muai P bisa lebih besar atau lebih kecil dari Q

Pembahasan

Bimetal jika dipanasi akan melengkung ke arah logam dengan koefisien muai lebih kecil, bimetal melengkung ke arah logam Q, sehingga koefisien muai logam Q lebih kecil dari logam P, atau koefisien muai logam P lebih besar dari logam Q.

3] Pada suatu percobaan, dua bimetal I dan II tersusun oleh tiga jenis logam 1, 2, 3.

Ketika dipanaskan kedua bimetal melengkung dengan arah tampak seperti gambar. Berdasarkan data tersebut, empat orang siswa memberikan pendapat sebagai berikut:

Pendapat yang benar disampaikan oleh siswa ….

A. A dan B

B. A dan D

C. B dan C

D. C dan D

Pembahasan

Bimeta jika dipanaskan akan melengkung ke arah logam yang memiliki koefisien muai lebih kecil. Dari percobaan pada soal disimpulkan :

Koefisien muai logam 1 < koefisien muai logam 2

Koefisien muai logam 2 < koefisien muai logam 3

Urutan dari kecil ke besar : 1, 2, 3 –>anak C

Urutan dari besar ke kecil : 3, 2, 1 –>anak B

Demikianlah pembahasan mengenai Pengertian Bimetal – Rumus, Prinsip Kerja, Aplikasi, Kelebihan, Kekurangan dan Contoh semoga dengan adanya ulasan tersebut dapat menambah wawasan dan pengetahuan anda semua, terima kasih banyak atas kunjungannya. 🙂 🙂 🙂

Baca Artikel Lainnya:

1. Panel Listrik adalah
2. Termometer adalah
3. Titik Didih
4. Konfigurasi Elektron

Mungkin Dibawah Ini yang Kamu Butuhkan

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 normalbimetal 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 normalbimetal 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