¿Qué es una tira bimetálica?
Una tira bimetálica es un dispositivo simple que convierte la energía térmica en movimiento mecánico. Se utiliza como un interruptor activado térmicamente o como indicador de calor y funciona según el principio de expansión diferencial de metales diferentes calentados. La tira bimetálica está compuesta de dos metales diferentes que se unen para formar una tira recta, plana o una bobina concéntrica. Cuando la tira se calienta, uno de los metales se calienta y se expande más rápido que el otro, haciendo que la tira se doble. Esta desviación mecánica se aprovecha de varias maneras para cambiar los circuitos eléctricos o mover un dial para dar una indicación del valor de calor.
Cuando cualquier sólido, fluido o gas se calienta, sus moléculas comienzan a alejarse unas de otras y se expanden. Mientras un material calentado no esté contenido en algún momento, se expandirá de manera equilibrada. Si, por alguna razón, el material está contenido o no se puede expandir a lo largo de una de sus superficies, la expansión sin restricciones en el resto del material hará que se desvíe o doble. Obviamente, algunos materiales se calentarán más rápido o se expandirán más que otros dependiendo de su estructura molecular. Si dos de estos materiales diferentes se unen, el que se calienta más lentamente restringirá la expansión a lo largo de una cara de la otra y causará este fenómeno de desviación.
Este principio de desviación térmica de materiales diferentes se utiliza para suministrar movimiento mecánico relacionado con el calor en una amplia gama de equipos eléctricos y de medición. Las tiras bimetálicas generalmente están construidas con dos metales diferentes, siendo el latón y el acero y el cobre y el acero las combinaciones típicas. Los dos materiales suelen estar soldados, soldados o remachados para producir una unión uniforme y segura entre las dos caras de contacto. Las tiras bimetálicas pueden formarse como elementos rectos o concéntricos de tipo espiral. Su desviación física cuando se calienta se aprovecha de varias maneras para lograr diferentes funciones.
Uno de los métodos más comunes para utilizar la desviación de una tira bimetálica es emplear la tira como contacto eléctrico para hacer o romper circuitos. Los termostatos del calentador son un buen ejemplo de este tipo de aplicación y utilizan la tira recta sin calefacción para mantener el contacto con un punto de conmutación y mantener activo el circuito del calentador. Cuando la temperatura sube a un punto predeterminado, la tira se calienta y se dobla, rompiendo así el circuito y apagando el calentador. Cuando la tira se enfría nuevamente, se endereza y reactiva el circuito del calentador. Esto permite mantener un rango de temperatura constante.
La tira bimetálica de tipo bobina tiende a desenrollarse mientras se calienta y gira la aguja de un termómetro tipo dial para indicar un valor de temperatura. Las tiras bimetálicas también se utilizan como dispositivos de sobrecarga térmica para cortar el suministro de energía a los equipos eléctricos cuando reciben una corriente excesiva o se sobrecalientan físicamente. Las características de expansión conocidas de los diferentes metales en la tira bimetálica permiten una adaptación muy precisa de estos dispositivos para operar a temperaturas exactas. Esto hace que las tiras sean un método confiable y asequible para utilizar el calor como entrada de control o medición.