Una tira bimetálica es un dispositivo simple que convierte la energía térmica en movimiento mecánico. Se utiliza como interruptor activado térmicamente o indicador de calor y funciona según el principio de expansión diferencial de metales diferentes calentados. La tira bimetálica se compone de dos metales diferentes que se unen para formar una tira recta y plana o una bobina concéntrica. Cuando la tira se calienta, uno de los metales se calienta y se expande más rápido que el otro, lo que hace que la tira se doble. Esta deflexión mecánica se aprovecha de varias formas para cambiar circuitos eléctricos o mover un dial a una indicación de valor calorífico.
Cuando se calienta cualquier sólido, fluido o gas, sus moléculas comienzan a alejarse unas de otras, lo que lleva a la expansión. Mientras no se contenga un material calentado en algún momento, se expandirá de manera equilibrada. Si, por alguna razón, el material está contenido o se impide que se expanda a lo largo de una de sus superficies, la expansión desenfrenada 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 materiales tan diferentes se unen, el que se calienta más lento restringirá la expansión a lo largo de una cara de la otra y provocará este fenómeno de deflexión.
Este principio de deflexión 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 se construyen con dos metales diferentes, siendo combinaciones típicas latón y acero y el cobre y acero. Los dos materiales suelen estar soldados, soldados o remachados juntos para producir una unión uniforme y segura entre las dos caras de contacto. Las tiras bimetálicas pueden formarse como elementos de tipo resorte helicoidal rectos o concéntricos. Su deflexión física cuando se calienta se aprovecha de diversas formas para lograr diferentes funciones.
Uno de los métodos más comunes de utilizar la deflexión de una tira bimetálica es emplear la tira como contacto eléctrico para cerrar o romper circuitos. Los termostatos calefactores son un buen ejemplo de este tipo de aplicación y utilizan la tira recta sin calentar para mantener el contacto con un punto de conmutación y mantener activo el circuito calefactor. 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 tipo bobina tiende a desenrollarse a medida que se calienta y hace girar 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 consumen 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 usar el calor como entrada de control o medición.