Биметална плоча и нейното използване в електротехниката

Биметалната плоча е плоча, специално изработена от чифт различни метали или от биметал. Такива плочи традиционно се използват в термомеханични сензори.

Биметалните или механично свързани две парчета от различни метали с различна степен на топлинно разширение имат доста интересна характеристика, която е следната.

Ако двойка еднакви плочи, тоест направени от един и същ метал и със същите размери, са подложени на нагряване, те ще се удължат до същата степен. Но ако плочите са направени от различни метали (да речем, една от мед, а другата от желязо), тогава, когато се нагряват заедно, поради различно термично разширение, плочите ще се удължават по различни начини.

Заварени, заварени или нитове две плочи образуват една биметална плоча. Единият край на такава плоча обикновено е фиксиран статично в неподвижен държач вътре в устройството, а другият е свободен да се движи в съответствие с текущата температура на плочата като цяло.

Такива плочи за различни цели обикновено са изработени от месинг и инвар (Invar е сплав от никел и желязо). В резултат на нагряване плочата ще се огъне към метала с по -малко термично разширение, а свободният край на плочата ще се премести в резултат на деформация. Плочите са ефективни в много широк температурен диапазон.

Използването на биметални плочи в електротехниката

В защитните устройства и термостатите биметалните плочи контролират състоянието на електрическите контакти. Плочата отваря или затваря веригата нагревателен елемент, прекъсва захранването на котела и др.

При най -простите дизайни контактите се събират и развеждат бавно, при по -причудливи — с няколко милиметра при рязък скок (характерни щраквания могат да се чуят от ютията по време на гладене или от домашен нагревател, настроен на определена температура).

В електрическа кана, контактите на биметалната плоча я предпазват от прегряване и навътре прекъсвач — окабеляване срещу надвишаване на допустимата стойност на тока.

Така наречен термични релета или прекъсвачи, които изискват ръчно презареждане, след като персоналът отстрани неизправността — тук -там биметална плоча.

V стартери за луминесцентни лампи а в управляващите вериги на електродвигатели се използват биметални плочи за превключване на режима на работа на устройството след включването му. Когато устройството се стартира, плочата стартира и продължава да се нагрява.

В този случай биметалните плочи са оборудвани със специален нагревател и контакт, има нагревателна намотка, изработена от тел с високо съпротивление, или плочата се нагрява директно от тока, преминал през нея. Ето как работят някои защитни релета и импулсни генератори за превключване. Ако двигателят прегрее по време на работа, релето ще работи и ще изключи двигателя от мрежата.

V измервателни уреди, всъщност — при термометри с биметална плоча с нагревател, този ефект също се използва. За да се получи волтметър или амперметър, плочата се включва по различни начини.

Такова устройство енергийно, разбира се, е лакомо, но в него няма механично триещи се части, то е устойчиво на вибрации, устойчиво на замърсяване и се възстановява при влага.

Измервателни устройства от този тип, на биметални плочи, все още се използват успешно в автомобилната електроника.