Termostat
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 : 107 ). 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. 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 : 121 ).
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 keposisi semula yang mengakibatkan arus terhubung.
Beberapa istilah yang harus diketahui mengenai termostat adalah ( Van
Harten, 1983 : 107 ) :
a. Suhu hubung yaitu pada suhu ini mekaniknya menghubungkan atau memutuskan arus
b. Diferensi yaitu beda antara suhu penghubung dan suhu pemutus
c. Batas-batas pengaturan dari termostat yang dapat di atur. Termostatnya dapat diatur antara batas-batas suhu tertentu
d. Toleransi yaitu ketepatan penyetelan.
Berdasarkan kontruksinya, termostat dapat dibedakan atas beberapa jenis, diantaranya :
a) Termostat dwi logam
Jenis termostat dwi logam arusnya dihubungkan dan diputuskan oleh suatu
saklar yang bekerja berdasar prinsip beda muai panjang. Saklar ini
sering disebut dengan nama bimetal.
Termostat dwi logam (bimetal) bekerja berdasar prinsip pemuaian yaitu
penggabungan dua buah logam yang mempunyai dua koefisien muai panjang
yang berbeda dilas menjadi satu. Menurut ketentuan dalam ilmu alam
(fisika) jika bahan logam atau paduan logam akan memuai jika dipanaskan
dan menyusut jika didinginkan. Sedangkan pemuaian atau penyusutan bagi
tiap tiap logam atau paduan adalah berbeda, tergantung dari koefisien
muai panjang masing-masing.
Termostat ini dilengkapi dengan baut penyetel yang berfungsi sebagai pengatur batas setting suhu yang akan dikehendaki.
Gambar 2.4. Termostat dengan saklar bimetal
( Suparno, 1982 : 23 )
b) Termostat batang
Termostat jenis ini memiliki sepotong pipa dan sepotong kawat besar atau
batang, yang salah satu ujungnya dihubungkan pada pipa. Pipa dan batang
ini dibuat dari dua jenis logam yang berlainan. Beda koefisien muainya
dipilih sebesar mungkin, jadi suatu perubahan suhu akan menyebabkan
perubahan panjang yang berbeda dari pipa dan batang itu. Beda panjang
ini digunakan untuk membuka atau menutup dua kontak.
Gambar 2.5. Termostat batang
( Van Harten, 1983 : 108 )
c) Termostat zat cair
Termostat jenis ini memiliki alat perasa, pipa kapiler dan ruang tekan.
Ketiga bagian ini merupakan suatu keseluruhan dan diisi dengan zat cair.
Zat cair yang digunakan memiliki koefisien muai yang besar, yaitu kalau
suhunya berubah maka zat cairnya akan memuai atau mengerut dan
mengakibatkan kontak akan membuka atau menutup.
Gambar 2.6. Termostat zat cair
(Van Harten, 1983 : 108 )
Dari sekian macam jenis termostat, yang dipakai dalam pembuatan alat
adalah termostat dwi logam, karena sesuai dengan media pemanas yaitu
udara dan pada ruangan tertutup
BIMETAL
1. contoh alat dalam kehidupan sehari-hari yang menggunakan prinsip kerja bimetal.
a. Alat dalam kehidupan sehari-hari yang menggunakan prinsip bimetal !
1. Pemasangan sambungan rel kereta api
2. Pemasangan kaca jendela
3. Pemasangan bingkai besi pada roda pedati
4. Pemasangan jaringan listrik dan telepon
5. Pembangunan jembatan
6. Setrika
7. Dispenser
8. Kulkas
9. Penyambungan lempeng baja badan kapal
b. Jelaskan bagaimana kerja prinsip bimetal pada alat diatas !
1. Pemasangan sambungan rel kereta api
Penyambungan rel kereta api harus menyediakan celah antara satu batang
rel dengan batang rel lain. Jika suhu meningkat, maka batang rel akan
memuai hingga akan bertambah panjang. Dengan diberikannya ruang muai
antar rel maka tidak akan terjadi desakan antar rel yang akan
mengakibatkan rel menjadi bengkok.
2. Pemasangan Kaca Jendela
Pemasangan kaca jendela memperhatikan juga ruang muai bagi kaca, sebab
koefisien muai kaca lebih besar daripada koefisien muai kayu tempat kaca
tersebut dipasang. Hal ini penting sekali untuk menghindari terjadinya
pembengkokan pada bingkai. Serta agar kaca tidak pecah saat memuai.
3. Pemasangan bingkai besi pada roda pedati
Bingkai roda pedati pada keadaan normal dibuat sedikit lebih kecil
daripada tempatnya sehingga tidak dimungkinkan untuk dipasang secara
langsung pada tempatnya. Untuk memasang bingkai tersebut, terlebih
dahulu besi harus dipanaskan hingga memuai dan ukurannya pun akan
menjadi lebih besar dari pada tempatnya sehingga memudahkan untuk
dilakukan pemasangan bingkai tersebut. Ketika suhu mendingin, ukuran
bingkai kembali mengecil dan terpasang kuat pada tempatnya.
4. Pemasangan jaringan listrik dan telepon
Kabel jaringan listrik atau telepon dipasang kendur dari tiang satu ke
tiang lainnya sehingga saat udara dingin panjang kabel akan sedikit
berkurang dan mengencang karena menyusut. Jika kabel tidak dipasang
kendur, maka saat terjadi penyusutan kabel akan terputus.
5. Pembangunan jembatan
Pada saat membangun jembatan para kuli selalu memberi jarak lebih pada
pegangan, alas tepi jembatan atau logam yang ada disisi jembatan guna
memberi ruang muai pada logam saat siang hari agar alas tidak retak
karena pemuaian.
6. Setrika
Setrika listrik komponen utamanya adalah sebuah koil (lilitan kawat yang
dililitkan pada selempeng asbes atau bahan lain yang tahan panas).
Listrik dialirkan ke kawat tersebut sehingga akan memanas. Bila setrika
tidak ada saklar otomatisnya (prinsip kerja bimetal), maka biasanya
lilitan tersebut sampai terlalu panas dan membara sampai bisa putus.
Panas dari lilitan tadi akan tertransfer ke permukaan bawah setrika
sehingga kita bisa menyetrika. Jadi bimetal didalam setrika akan selalu
bekerja, ketika lampu setrika menyala berarti bimetal dipanaskan dan
listrik mengalir, sedang saat lampu setrika mati, listrik tidak mengalir
namun bimetal masih panas, dan nanti ketika bimetal mulai mendingin
(menyusut) lampu setrika kembali menyala, begitu seterusnya.
7. Dispenser
Pendingin, menyerap kalor dan mendistribusikan jumlahan kalor tersebut
ke sistem lain, sehingga airnya jadi dingin lalu kalor dari pendingin
tersebut digunakan untuk memanaskan pemanas. Pemanas juga menggunakan
kumparan untuk menambah daya panas hingga mendidih, karena kalor dari
pendingin tadi hanya digunakan untuk mode Warm. maka dispenser itu hanya
ada kumparan pemanas untuk mendidihkan air, sedang untuk mode Warm
berasal dari pengurangan daya kumparan tadi.
8. Kulkas
Sistem kerja lemari es dimulai dari bagian kompresor sebagai jantung
kulkas yang berfungsi sebagai tenaga penggerak. Pada saat dialiri
listrik, motor kompresor akan berputar dan memberikan tekanan pada bahan
pendingin. Bahan pendingin yang berwujud gas apabila diberi tekanan
akan menjadi gas yang bertekanan dan bersuhu tinggi. Dengan wujud
seperti itu, memungkinkan refrigerant mengalir menuju kondensor. Pada
titik kondensasi, gas tersebut akan mengembun dan kembali menjadi wujud
cair, Refrigerant cair bertekanan tinggi akan terdorong menuju pipa
kapiler. Dengan begitu refrigerant akan naik ke evaporator akibat
tekanan kapilaritas yang dimiliki oleh pipa kapiler. Saat berada di
dalam evaporator, refrigerant cair akan menguap dan wujudnya kembali
menjadi gas yang memiliki tekanan dan suhu yang sangat rendah.
Akibatnya, udara yang terjebak di antara evaporator menjadi bersuhu
rendah dan akhirnya terkondensasi menjadi wujud cair. Pada kondisi yang
berulang memungkinkan udara tersebut membeku menjadi butiran-butiran es.
Hal tersebut terjadi pada benda atau air yang sengaja diletakkan di
dalam evaporator.
9. Penyambungan lempeng baja badan kapal
Lempeng-lempeng baja penyusun badan kapal tidaklah lempeng baja yang
utuh, tapi berupa potongan-potongan berbentuk segi empat.
Lempengan-lempengan ini disambung satu sama lain dengan diklem.
Pemasangan paku klem dilakukan pada suhu panas/membara. Maka setelah
paku mendingin, paku akan menyusut sehingga paku akan merekatkan
sambungan lempeng dengan sangat erat.
10. Termostat
Selain itu, pemuaian juga bermanfaat dalam termostat. Termostat adalah
alat pengontrol temperatur. Termostat ini terdiri atas 2 logam yang
diklem satu sama lain (direkatkan) menjadi bimetal. Kedua logam
mempunyai angka muai panjang yang berbeda. Ketika suhu naik, salah satu
logam akan memuai lebih panjang daripada logam yang satunya. Akibatnya
bimetal menjadi melengkung, sehingga arus listrik terputus.
Sumber
KOMPONEN PENGATURAN REFRIGERASI
Posted by CB Blogger
Blog, Updated at: 17.35