Dvēseles: Definīcija īpašības un lietojums

Bimetāls tiek definēti kā objekti, kas sastāv no diviem atsevišķiem metāliem, kas savienoti metallurgiskā procesā. Atšķirībā no legūrām, kas ir divu vai vairāku metālu maisījumi, bimetāli sastāv no dažādu metālu slāņiem, kas saglabā savas individuālās īpašības. Bimetālus var arī saukt par bimetāliskiem produktiem vai divkomponentu materiāliem.

Bimetāli raksturo divas atsevišķas metāla zonas, kas mehāniski un elektriski darbojas kā viens vesels. Bimetālu priekšrocība ir iespēja pilnībā izmantot katras metāla labāko īpašību vienā produktā. Piemēram, bimetāli var apvienot viena metāla stiprumu ar citā metāla korozijas pretošanos, vai viena metāla vedamību ar citā metāla ekonomiskumu.

Bimetāli plaši tiek izmantoti dažādās nozarēs un lietojumos, piemēram, elektrovedējos, elektrokontaktos, termostatos, termometros, aizsardzības ierīcēs, pulksteņos, monētās, konserveņos, šķēpļos un tālāk. Šajā rakstā mēs pētīsim bimetālu darbības principu, bieži izmantoto kombināciju un galvenos bimetālu lietojumus.

Kā strādā bimetāli?

Bimetālu darbības princips balstīts uz faktu, ka dažādi metāli ir ar dažādām līnijas termisko izplešanās koeficientiem (αL), kas nozīmē, ka tie izplešas vai samazinās ar atšķirīgu ātrumu, kad tie tiek sildīti vai dzesēti. Līnijas termiskās izplešanās koeficients ir definēts kā garuma relatīvais maiņas koeficients temperatūras maiņai.

Kur,

l ir objekta sākotnējais garums,

Δl ir garuma maiņa,

Δt ir temperatūras maiņa,

αL mērvienība ir 1/°C.

Bimetāls sastāv no diviem slāņiem, kas veidoti no diviem dažādiem metāliem ar dažādiem līnijas termisko izplešanās koeficientiem, kas saliekts garumvirzienā. Normālā temperatūrā bimetāls ir attēlots zemāk redzamajā diagrammā.

Sildot, abu metāla slāņu garuma izmaiņas ir atšķirīgas. Tas izraisa bimetāla elementa liekumu, veidojot lokā tā, ka metāls ar augstāku līnijas termisko izplešanās koeficientu atrodas lokā ārpusē, bet metāls ar zemu līnijas termisko izplešanās koeficientu atrodas lokā iekšpusē, kā to parāda zemāk redzamā diagramma.

Dzesot, bimetāla elements liekas un veido lokā tā, ka metāls ar zemu līnijas termisko izplešanās koeficientu atrodas lokā ārpusē, bet metāls ar augstu līnijas termisko izplešanās koeficientu atrodas lokā iekšpusē, kā to parāda zemāk redzamā diagramma.

Šis fenomens var tikt izmantots, lai izveidotu noderīgu ierīci temperatūras maiņu uztveršanai un mērīšanai.

Kādas ir dažas bieži izmantotas bimetālu kombinācijas?

Lai izveidotu bimetālus, var izmantot daudzas metālu kombinācijas ar dažādiem līnijas termisko izplešanās koeficientiem. Dažas no bieži izmantotajām kombinācijām bimetālisku jostu izgatavošanai ir minētas zemāk:

• Dzelzs (augsts αL) un nikelijs (zems αL)

• Brass (augsts αL) un stāls (zems αL)

• Vielāks (augsts αL) un dzelzs (zems αL)

• Konstantans (augsts αL) un Invar (zems αL)

Kādi ir galvenie bimetālu lietojumi?

Bimetāli ir plaši izmantoti dažādās nozarēs. Daži no tiem ir minēti zemāk:

Termostati

Bimetāli ir ļoti noderīgi termostatu izgatavošanai automatisku šķēršņu pārslēgšanai, lai kontrolētu dažādu ierīču temperatūru, piemēram, elektrosildītāju, elektrozobiņu, ledusskapju, elektrosildītāku utt. Dažos šķēršņos, strāva caur termostatu pašām izraisa siltumu tā darbībai.

Typisks bimetāliskais termostats šim darbībai ir attēlots zemāk redzamā diagrammā: