Setiap bahan logam di alam semesta memiliki sifatnya masing-masing seperti sifat listrik, sifat mekanik, sifat magnet, sifat kimia, sifat termal, dan sifat optik. Artikel ini menjelaskan tentang strip bimetalik yang didasarkan pada properti ekspansi termal. Ini biasanya diamati dalam aplikasi seperti kotak besi, pemanas, ceret, dll. Sebuah strip bimetalik mengubah energi termal menjadi perpindahan mekanis.

Apa itu Bimetallic Strip?

Definisi: Strip bimetalik bekerja berdasarkan prinsip muai panas, yang didefinisikan sebagai perubahan volume logam dengan perubahan suhu. Strip bimetalik bekerja pada dua dasar dasar logam.

Dasar pertama adalah ekspansi termal, yang menyatakan bahwa logam mengembang atau berkontraksi berdasarkan variasi suhu
Dasar kedua adalah koefisien suhu, di mana setiap logam (memiliki koefisien suhu sendiri) mengembang atau menyusut secara berbeda pada suhu konstan.

Properti Bimetallic Strip

Beberapa sifat penting dari strip bimetalik adalah

Koefisien muai: Didefinisikan sebagai perubahan sifat fisik logam sebagai respons terhadap perubahan suhu seperti bentuk, luas, dan volume.
Modul elastisitas: Ini didefinisikan sebagai rasio tegangan terhadap regangan di daerah deformasi elastis.
Batas elastis saat pendinginan: Ini adalah batas standar di mana logam kembali ke keadaan normal saat pendinginan. Sifat ini bervariasi dari logam ke logam.
Konduktivitas listrik: Ini didefinisikan sebagai jumlah arus yang melewati material.
Keuletan
Kemampuan metalurgi.

Pembangunan Jalur Bimetalik

Sebuah strip bimetalik dibentuk dengan mengikat dua strip logam tipis yang berbeda biasanya baja (12 * 10^-6UNTUK^-1) & kuningan (18,7 * 10^-6UNTUK^-1), atau tembaga (16.6 * 10^-6UNTUK^-1), di mana salah satu ujung logam ini diperbaiki dengan mengelasnya dan ujung lainnya dibiarkan bebas. Saat menerapkan suhu pada bahan-bahan ini, maka mereka akan mulai mengubah keadaan fisiknya baik dengan mengembang atau dengan deformasi.

Konstruksi

Ini dapat dijelaskan dalam dua kasus berikut,

Kasus (i): Ketika suhu meningkat, ini memungkinkan strip untuk mengembang ke arah logam dengan nilai koefisien suhu yang lebih rendah, yang dapat diamati pada gambar di bawah.

Strip Diperbaiki Di Satu Ujung

Rumah (ii): Ketika suhu menurun, itu memungkinkan strip mengembang ke arah logam dengan nilai koefisien suhu yang lebih tinggi, seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Defleksi Bimetal Strip

“cara memprogram microchip ”

Dari sini, kita dapat memahami bahwa file

Rentang defleksi = logam yang digunakan

Defleksi logam = (panjang strip + variasi suhu) / ketebalan strip

Representasi Matematika

Pertimbangkan dua logam seperti A dan B pada dua suhu berbeda 'T1' dan 'T2'. Jari-jari kelengkungan strip bimetalik dapat ditentukan secara matematis dari persamaan di bawah ini.

R = t {3 (1 + m)^dua+ (1 + m * n) [m^dua+ 1 / m * n]} / 6 (α '_UNTUK- α '_B) (T_dua-T₁) (1 + m)^dua…… 1

Dimana,

R = jari-jari kelengkungan pada suhu 'T2'

t = (t1 + t2) = jumlah ketebalan strip bimetalik

n = E_UNTUK/ AKU S_B = rasio elastisitas dua logam

“berbagai jenis motor dan aplikasinya ppt ”

m = t1 / t2 = (Ketebalan lebih rendah - ekspansi logam) / (ketebalan lebih tinggi - ekspansi logam)

Sebuah'_UNTUK, Sebuah '_B = Koefisien termal logam muai A dan B

T₁ = suhu awal

T_dua = Suhu akhir.

Persamaan untuk strip logam yang lentur ke arah logam dengan koefisien suhu rendah diberikan sebagai

r = 2 t / [6 * (α_UNTUK- α_B) (T_dua-T₁)] …………… (dua)

Dalam dunia praktis, rasio modulus elastisitas logam dan ketebalannya harus dijaga sama sehingga logam kembali ke posisi normalnya ketika suhu yang diterapkan berubah. Jika ketebalan logam t / 2 maka

[r + (t / 2)] / r = Panjang Diperluas dari Jalur A yang Diperluas / Panjang Jalur B yang Diperluas

= L [1 + α_UNTUK(T_dua-T₁)] / L [1 + α_B(T_dua-T₁)]

= t / 2 [[1 + α_B(T_dua-T₁)] / [(Sebuah_UNTUK- α_B) (T_dua-T₁)]]

r = t / [2 α_UNTUK(T_dua-T₁)] ………… .. (3)

Dari persamaan di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa jika salah satu ujung strip logam tetap, ujung strip lainnya mengembang atau berkontraksi pada suhu yang bervariasi. Prinsip semacam ini biasanya diamati pada termometer sensitivitas rendah.

Jenis Strip Bimetalik

Strip bimetalik tersedia dalam dua tipe, yaitu

Jenis Strip Spiral

Ini terdiri dari struktur seperti spiral dan penunjuk terpasang padanya, yang digunakan untuk mengukur suhu. Ketika struktur pegas ini dipanaskan, logam menunjukkan sifat muai panas dan berubah bentuk saat ada penurunan suhu. Pada tahap ini, penunjuk mencatat suhu pada timbangan. Jenis termometer ini biasanya digunakan untuk mencatat suhu lingkungan.

Jenis Strip Spiral

Jenis Heliks

Ini terdiri dari struktur seperti heliks yang operasinya mirip dengan strip bimetalik. Dimana ujung strip yang bebas terhubung ke sebuah pointer. Setiap kali strip dipanaskan, ia mengalami properti ekspansi termal dan berkontraksi saat pendinginan. Pada tahap ini, penunjuk mencatat pembacaan suhu. Biasanya termometer jenis ini digunakan dalam aplikasi industri.

Jenis Heliks

Keuntungan

Berikut ini adalah keuntungan dari strip bimetalik

Tidak diperlukan sumber daya eksternal
Sederhana dalam penggunaan dan kuat
Lebih sedikit biaya
Memberikan akurasi antara ± 2 hingga 5%

Kekurangan

Berikut ini adalah kerugian dari strip bimetalik

Mereka dapat mengukur hingga 4000 C.
Akan ada perubahan kualitas logam pada penggunaan biasa yang dapat menyebabkan kesalahan saat pengukuran.
Pada suhu rendah, sensitivitas dan akurasinya tidak sesuai dengan standar.

Aplikasi Bimetallic Strip

Berikut ini adalah aplikasi strip bimetalik

Jam
Termistor
Kotak besi
Mesin panas
Pemanas

FAQ

1). Perangkat apa yang menggunakan strip bimetalik?

Strip bimetalik digunakan pada perangkat seperti alarm kebakaran, kipas angin, dll.

2). Apa yang terjadi jika strip bimetalik dipanaskan?

Ketika strip bimetalik dipanaskan, logam akan mengembang atau berubah bentuk berdasarkan sifat koefisien termalnya.
Kasus 1: Dengan kenaikan suhu membuat strip mengembang ke arah logam dengan nilai koefisien suhu yang lebih rendah, yang dapat diamati pada gambar dan
Kasus 2: Ketika suhu menurun membuat strip mengembang ke arah logam dengan nilai koefisien suhu yang lebih tinggi, seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

3). Apakah strip bimetalik digunakan pada kipas?

Ya, mereka digunakan pada kipas untuk mengubah suhu menjadi perpindahan mekanis.

“cara membuat konverter boost ”

4). Mengapa strip bimetalik menekuk?

Strip bimetalik melengkung karena sifat ekspansi termal logam.

5). Dapatkah strip bimetalik yang terbuat dari kuningan dan perak digunakan di termostat?

Tidak, strip bimetalik yang terbuat dari kuningan dan perak tidak dapat digunakan di termostat. Karena mereka memiliki perbedaan yang dapat diabaikan dalam properti ekspansi termalnya.

Jadi, ini semua tentang gambaran dari strip bimetalik yang bekerja pada dua ekspansi termal fundamental utama dan koefisien suhu. Biasanya a perangkat termometer yang mengukur suhu. Ini terdiri dari dua strip logam yang berbeda, di mana keduanya dilas bersama dan salah satu ujungnya diperbaiki dan ujung lainnya dibebaskan. Logam ini mengembang atau berubah bentuk pada suhu yang bervariasi. Mereka tersedia dalam dua bentuk heliks dan spiral. Di mana termometer heliks bimetalik strip digunakan di kawasan industri, dan termometer bimetalik spiral digunakan di daerah yang kurang sensitif. Keunggulan utamanya adalah memberikan akurasi antara ± 2 hingga 5%. Ini pertanyaan buat kamu, apa fungsi dari strip bimetalik?