Question

como funciona a lâmina bimetálica?

Answer 1

Boa noite!

Seu funcionamento é baseado no conceito de dilatação linear: todo o material com um dado coeficiente de dilatação térmica $\alpha$ (que é intrínseco para cada material), quando sujeito a uma variação de temperatura apresenta uma variação em seu comprimento.
Conhecendo bem um material, sabemos qual sua taxa de variação de comprimento quando submetido a determinadas temperaturas, já que essa variação é proporcional à temperatura e ao seu coeficiente:

$\Delta L=L_o \cdot \alpha \cdot \Delta T$ .

Os materiais metálicos são os que apresentam uma maior dilatação térmica, e são resistentes à temperaturas altas (seu ponto de fusão é elevado). Por isso que a lâmina é "bimetálica" e não "biplástica", por exemplo.
Uma vez conhecendo bem os coeficientes de dois materiais distintos, ao uni-los de tal forma que o material que se dilata mais seja menor que o que se dilata menos, formamos uma lâmina bimetálica.
Seu princípio de funcionamento é, basicamente, de servir como um sensor de temperatura: ao serem expostos para uma mesma temperatura, um material se dilatará mais que o outro; como a lâmina menor é a que se dilata mais (seu coeficiente de dilatação linear é mais alto) mas está preso ao outro, este forçará o outro a descrever um arco, podendo fechar um circuito (tal como funciona um interruptor de luz), por exemplo.
Embora seja uma tecnologia muito antiga, é até hoje muito utilizada em fornos que não requeiram um controle preciso de temperatura, como os fornos de cozinha que funcionam apenas em ON/OFF.
Nesse caso, o botão de regulagem de temperatura do forno, ao ser girado, afasta ou aproxima um metal que serve de contato, só esperando que o circuito seja fechado (ou seja, que haja um contato com a lâmina) para que ele desligue os resistores que aquecem o forno.

Abraço!