Устройство и применение биметаллической пластины

Чтобы яснее представлять себе, что такое биметаллическая пластина, нужно разобраться в её составе, точнее, что подразумевается под определением биметаллов. Это может быть сплав либо механическое соединение двух или более металлов, что необходимо для изменения химических, механических и других качеств. Такие композиты относятся к группе прецизионных материалов (сплавов).

Устройство и применение

По сути, эо отрезок ленты из биметалла, где один конец зафиксирован неподвижно, а другой смещается в одну или другую сторону, в зависимости от нагрева. Итак, в общих чертах с вопросом о том, что такое биметаллическая пластина, мы уже разобрались – теперь посмотрим, для чего это нужно.

Когда два разнородных металла зафиксированы между собой и представляют как бы одно целое, то при термическом воздействии они будут вести себя по-разному. Например, если это медь и сталь, то коэффициент расширения Cu гораздо выше, нежели у Fe, следовательно, при нагреве свободный конец будет загибаться в сторону стали. Примерная схема такой деформации показана на изображении выше. 

Примечание: есть механизмы, где нужны две биметаллические пластины, когда они закреплены между собой механическим путем (заклепки) или сваркой (пайкой).

Если говорить о применении, то биметаллическая пластина, это подвижная с одной и неподвижная с другой стороны клемма, отвечающая за разъединение или замыкание контактов нагревательного прибора, в зависимости от температуры.

Термостаты

Для самого обыкновенного термостата, где нет никакой электроники, биметаллическая пластина выполняет функцию термореле или термодатчика – как угодно. Это означает, что она управляет контактами электрической цепи – когда полоса под воздействием тепла деформируется в одну или в другую сторону, то она давит на клемму или же этот упор слабеет, что приводит к замыканию-размыканию цепи. Если бы функция клеммы была возложена непосредственно на пластину, то контакты обязательно бы искрили и подгорали. Но так как это только рычаг, то замыкание-размыкание происходит резко, не вызывая искр.

Также биметаллическая пластина является неотъемлемой частью различных термореле и предохранителей. Например, самый обычный электрочайник на вашей кухне или утюг для глажки включается и выключается прибором, где задействована функция, основанная на разнице коэффициентов теплового расширения разнородных металлов. А ваши автоматические пробки или автоматы на электросчетчике срабатывают при повышении допустимой нагрузки, разрывая цепь подачи питания. 

Другие приборы

Применение биметаллических пластин необходимо в стартерах люминесцентных ламп и электрических двигателей. Как в одном, так и в другом случае, нагрев биметалла продолжается непрерывно в период активности приборов.

Такой композиционный материал используется в контрольно-измерительных приборах, например, это может быть термометр с функцией подогрева. Такие устройства требуют повышенного потребления энергии, зато там нет механического износа деталей от трения. А ещё такие приборы устойчивы к вибрациям разной частоты, даже можно сказать, что они не реагируют на колебания вообще. Хорошим примером долговечности таких устройств можно назвать вибростойки, которые не реагируют на загрязнения и при этом способны восстанавливаться при увлажнении – это из области автомобилестроения.

Зключение

Для биметаллической пластины в современных технологиях найдется множество вариантов её применения, так как законы физики всегда остаются неизменными. Без этого композиционного материала не обходятся такие отрасли, как машиностроение и авиация, тяжелая промышленность и заводы прецизионных приборов. Также биметаллические пластины необходимы в научно-исследовательских институтах.