Mis on bimetallriba?

Bimetallriba on lihtne seade, mis muudab soojusenergia mehaaniliseks liikumiseks. Seda kasutatakse termiliselt aktiveeritava lüliti või soojusindikaatorina ja see töötab kuumutatud erinevate metallide diferentsiaalpaisumise põhimõttel. Bimetallriba koosneb kahest erinevast metallist, mis on omavahel ühendatud, et moodustada sirge, lame riba või kontsentriline mähis. Kui riba kuumutatakse, kuumeneb üks metallidest ja paisub kiiremini kui teine, mistõttu riba paindub. Seda mehaanilist kõrvalekallet kasutatakse seejärel mitmel viisil, et lülitada elektriahelaid või liigutada ketast, et anda soojusväärtust.

Kui tahket, vedelikku või gaasi kuumutatakse, hakkavad selle molekulid üksteisest eemalduma, mis viib paisumiseni. Kuni kuumutatud materjali mingil hetkel ei sisalda, laieneb see tasakaalustatult. Kui materjal on mingil põhjusel suletud või takistatud selle ühel pinnal laienemast, põhjustab ülejäänud materjali piiramatu paisumine selle kõrvalekaldumise või paindumise. Ilmselt soojenevad mõned materjalid kiiremini või paisuvad rohkem kui teised, sõltuvalt nende molekulaarstruktuurist. Kui kaks sellist erinevat materjali omavahel kokku puutuvad, piirab see, mis kuumeneb aeglasemalt, laienemist piki teise külge ja põhjustab selle läbipainde nähtuse.

Seda erinevate materjalide termilise läbipainde põhimõtet kasutatakse soojusega seotud mehaanilise liikumise varustamiseks paljudes elektri- ja mõõteseadmetes. Bimetallribad on tavaliselt valmistatud kahest erinevast metallist, kusjuures messing ja teras ning vask ja teras on tüüpilised kombinatsioonid. Need kaks materjali on tavaliselt keevitatud, kõvajoodisega või needitud kokku, et luua ühtlane ja kindel liit kahe kontaktpinna vahel. Bimetallribasid võib moodustada sirgete või kontsentriliste spiraalvedru tüüpi elementidena. Nende füüsilist läbipainet kuumutamisel kasutatakse seejärel erinevate funktsioonide saavutamiseks mitmel viisil.

Üks levinumaid meetodeid bimetallriba läbipainde kasutamiseks on riba kasutamine elektrilise kontaktina ahelate loomiseks või katkestamiseks. Küttekeha termostaadid on seda tüüpi rakenduste hea näide ja kasutavad sirget, soojendamata riba, et hoida kontakti lülituspunktiga ja hoida küttekontuuri aktiivsena. Kui temperatuur tõuseb etteantud punktini, riba kuumeneb ja paindub, katkestades seeläbi vooluringi ja lülitades kütteseadme välja. Kui riba uuesti maha jahtub, sirgub see ja aktiveerib uuesti küttekontuuri. See võimaldab hoida püsivat temperatuurivahemikku.

Mähise tüüpi bimetallriba kipub kuumenedes lahti rulluma ja keerab sihverplaadi tüüpi termomeetri nõela, et näidata temperatuuri väärtust. Bimetallribasid kasutatakse ka termilise ülekoormusseadmetena, et katkestada elektriseadmete toide, kui need võtavad liigset voolu või ülekuumenevad. Bimetallriba erinevate metallide teadaolevad paisumisomadused võimaldavad neid seadmeid väga täpselt kohandada töötama täpsetel temperatuuridel. See muudab ribad usaldusväärseks ja taskukohaseks meetodiks soojuse kasutamiseks juhtimis- või mõõtmissisendina.