Bimetal adalah suatu material yang terbuat dari dua lapisan logam yang berbeda, yang dalam kasus ini adalah kuningan dan besi. Umumnya, bimetal digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan respons yang presisi terhadap perubahan suhu, seperti sensor, termostat, dan saklar suhu. Oleh karena itu, perlu memahami karakteristik fisik dan sifat dari masing-masing komponen logam dalam bimetal.
Dalam menjawab pertanyaan mengenai apa yang akan terjadi pada bimetal yang terbuat dari kuningan dan besi ketika dipanaskan mengetahui angka muai panjang kuningan lebih besar daripada besi, pertama kita harus mengerti tentang konsep koefisien muai panjang.
Koefisien Muai Panjang
Koefisien muai panjang, atau biasa disebut dengan koefisien linear, adalah suatu besaran yang menjelaskan seberapa besar perubahan panjang suatu benda jika mengalami perubahan suhu. Secara matematis, koefisien muai panjang, α, didefinisikan sebagai:
α = ΔL / (L₀ * ΔT)
di mana:
- ΔL adalah perubahan panjang benda
- L₀ adalah panjang awal benda
- ΔT adalah perubahan suhu yang dialami benda
Setiap logam memiliki koefisien muai panjang yang berbeda. Dalam hal ini, kuningan memiliki angka muai panjang yang lebih besar daripada besi.
Fenomena Bimetal yang Terbuat Dari Kuningan dan Besi Ketika Dipanaskan
Ketika bimetal yang terbuat dari kuningan dan besi dipanaskan, masing-masing lapisan logam akan bereaksi terhadap panas dan mengalami perubahan panjang. Namun, karena koefisien muai panjang kuningan lebih besar daripada besi, maka lapisan kuningan akan mengalami perubahan panjang yang lebih besar dibandingkan dengan lapisan besi. Akibatnya, bentuk bimetal akan berubah, dan umumnya akan melengkung ke arah lapisan besi.
Dengan kata lain, saat dipanaskan, bimetal akan melengkung ke arah logam dengan koefisien muai panjang yang lebih kecil, yaitu besi. Hal ini terjadi karena adanya tegangan antara dua lapisan logam akibat perbedaan koefisien muai panjang masing-masing lapisan yang dipengaruhi oleh kenaikan suhu. Sebaliknya, jika bimetal didinginkan, lapisan kuningan akan mengalami penyusutan lebih besar daripada lapisan besi, sehingga bimetal akan melengkung ke arah yang berlawanan.
Dalam berbagai aplikasi, fenomena perubahan bentuk bimetal ini dimanfaatkan untuk menghasilkan gerakan atau tindakan tertentu, seperti penggerak dalam termostat atau alarm suhu yang menyediakan respons yang cepat dan akurat terhadap perubahan suhu.
