Bimetāla plāksne un tās izmantošana elektrotehnikā
Bimetāla plāksne ir plāksne, kas īpaši izgatavota no atšķirīgu metālu pāra vai no bimetāla. Šādas plāksnes tradicionāli izmanto termomehāniskajos sensoros.
Bimetāla vai mehāniski savienotiem diviem dažādu metālu gabaliem ar dažādu termiskās izplešanās pakāpi ir diezgan interesanta īpašība, kas ir šāda.
Ja pāris identisku plākšņu, tas ir, izgatavotas no viena metāla un ar vienādiem izmēriem, tiek pakļautas karsēšanai, tās pagarinās tādā pašā mērā. Bet, ja plāksnes ir izgatavotas no dažādiem metāliem (teiksim, viena no vara un otra no dzelzs), tad, sildot kopā, dažādas termiskās izplešanās dēļ plāksnes dažādos veidos izstiepsies.
Metinātas, metinātas vai kniedētas divas plāksnes veido vienu bimetāla plāksni. Šādas plāksnes viens gals parasti ir statiski nostiprināts stacionārā turētājā ierīces iekšpusē, bet otrs var brīvi kustēties atbilstoši plāksnes pašreizējai temperatūrai kopumā.
Šādas plāksnes dažādiem mērķiem parasti ir izgatavotas no misiņa un invara (invar ir niķeļa un dzelzs sakausējums).Sildīšanas rezultātā plāksne ar mazāku termisko izplešanos liecīsies pret metālu, un deformācijas rezultātā pārvietosies plāksnes brīvais gals. Plāksnes ir efektīvas ļoti plašā temperatūras diapazonā.
Bimetāla plākšņu izmantošana elektrotehnikā
Drošinātājos un termostatos bimetāla plāksnes kontrolē elektrisko kontaktu stāvokli. Plāksne atver vai aizver ķēdi sildelements, pārtrauc strāvas padevi katlam utt.
Vienkāršākajās konstrukcijās kontakti tiek savesti kopā un atdalīti lēnām, izdomātākos - par dažiem milimetriem asā lēcienā (no gludekļa gludināšanas laikā vai no mājas sildītāja, kas iestatīts uz noteiktu temperatūru, ir dzirdami raksturīgi klikšķi).
Elektriskajā tējkannā bimetāla plāksnes kontakti pasargā to no pārkaršanas un iekšpuses ķēdes pārtraucējs — elektroinstalācija pret pieļaujamās strāvas vērtības pārsniegšanu.
Tā saucamais siltuma releji vai automātiskie slēdži, kuriem nepieciešama manuāla atiestatīšana pēc tam, kad darbinieki ir novērsuši kļūdu — bimetāla plāksne šeit un tur.
V dienasgaismas spuldžu starteri un elektromotoru vadības ķēdēs tiek izmantotas bimetāla plāksnes, lai pārslēgtu ierīces darbības režīmu pēc tās ieslēgšanas. Kad ierīce tiek iedarbināta, plāksne sāk darboties un turpina uzkarst.
Šajā gadījumā bimetāla plāksnes ir aprīkotas ar speciālu sildītāju un kontaktu, ir sildīšanas spole no augstas pretestības stieples, vai arī plāksne tiek uzkarsēta tieši ar strāvu, kas tiek izvadīta caur to. Šādi darbojas daži aizsargreleji un pārslēgšanas impulsu ģeneratori. Ja motors darbības laikā pārkarst, relejs darbosies un atvienos motoru no tīkla.
V Mērīšanas instrumenti, patiesībā — bimetāla plākšņu termometros ar sildītāju arī šis efekts tiek izmantots. Lai iegūtu voltmetru vai ampērmetru, plāksne tiek ieslēgta dažādos veidos.
Šāda ierīce enerģētiski, protams, ir mantkārīga, taču tajā nav mehāniski berzējošo detaļu, tā ir izturīga pret vibrācijām, izturīga pret piesārņojumu un atjaunojas mitruma gadījumā.
Šāda veida mērierīces uz bimetāla plāksnēm joprojām tiek veiksmīgi izmantotas automobiļu elektronikā.