Karakteristik pemuaian air raksa dan alkohol seperti telah dikemukakan di atas dimanfaatkan dalam termometer zat cair. Untuk pemuaian zat padat misalnya dalam membuka tutup botol. Tutup botol dari logam yang begitu rapat dapat dibuka dengan mudah dengan cara memanaskan tutup botol tersebut sehingga tutupnya memuai. Untuk pemanfaatan pemuaian zat padat yang lain khususnya logam (metal) banyak dimanfaatkan untuk bimetal. Bimetal adalah dua keping logam yang berbeda koefisien muainya, dikeling menjadi satu. Logam yang umum digunakan adalah perunggu dan invar (logam paduan nikel dan baja). Koefisien muai invar lebih kecil daripada perunggu. Keping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. Jika dipanaskan, keping melengkung ke arah logam yang koefisien muainya lebih kecil (invar). Sebaliknya jika didinginkan, keping melengkung ke arah logam yang koefisien muainya lebih besar (perunggu).
Keping bimetal dapat dimanfaatkan sebagai (saklar termal, termostat bimetal, termometer bimetal, lampu tanda arah (sen mobil), dan termometer bimetal).
1) Saklar Termal
Salah satu pemanfaatan bimetal adalah untuk saklar termal. Saklar termal umumnya digunakan untuk tanda bahaya (alarm kebakaran). Saklar termal ini dirancang berdasarkan karakteristik pemuaian termal dari bimetal. Desain saklar termal ini ditunjukkan pada Gambar 1.2.6.
Gambar 1.2.6 Saklar Termal
Pada temperatur normal, keping bimetal lurus. Sesuai dengan karateristik bimetal, saat terjadi kenaikan suhu, keping melengkung ke arah invar dan menyentuh kontak sekrup. Hal ini menyebabkan rangkaian listrik tertutup, dan arus listrik mengalir dari baterai ke kumparan bel, sehingga bel berbunyi.
2) Termostat Bimetal
Di samping sebagai saklar termal, bimetal juga banyak dipergunakan sebagai termostat. Termostat adalah alat untuk mengatur suhu tetap (suhu diatur pada nilai tertentu). Termostat terdapat pada incubator (tempat menyimpan bayi sakit), pemanas air listrik, kompor listrik, strika listrik, pemanas ruang dan sebagainya. Ada berbagai desain termostat, tetapi jenis yang paling umum digunakan adalah bimetal. Beberapa contoh termostat bimetal ditunjukkan pada Gambar 1.2.7.
| |
Gambar 1.2.7. Termostat bimetal
3) Lampu kelap-kelip mobil
Lampu kelap-kelip arah (lampu sen) mobil atau motor nyala-padam terjadi karena fenomena terpisah atau terhubungnya kontak yang disebabkan oleh gerakan keping bimetal. Rangkaian dasar lampu arah mobil ditunjukkan pada Gambar 1.2.8.
Pada saat saklar dihubungkan, arus listrik yang sangat kecil mengalir dari baterai melalui lampu dan kumparan pemanas yang dililitkan mengitari keping bimetal. Arus listrik ini sangat kecil sehingga tidak dapat menyalakan lampu, tetapi arus listrik ini mampu memanasi keping. Keping memuai dan melengkung ke atas, sehingga kontak saling menyentuh.
Pada saat kontak saling menyentuh, arus listrik dari baterai berhenti mengalir melalui kumparan, tetapi mengambil jalan yang hambatannya lebih kecil, yaitu melalui keping bimetal. Sekarang keping menghubungkan arus listrik dari baterai langsung ke lampu sehingga dihasilkan arus yang cukup besar untuk menyalakan lampu. Dengan terputusnya arus dalam kumparan pemanas, keping bimetal mendingin dan lurus kembali sehingga kontak saling terpisah. Akibatnya arus listrik kembali mengalir dari baterai melalui kumparan, dan lampu padam. Jadi, fungsi keping bimetal adalah memisahkan dan menghubungkan kontak sehingga menghasilkan lampu tanda arah yang nyala-padam. Untuk mematikan lampu tanda arah, saklar harus diputuskan.