द्विधातु: परिभाषा गुण र अनुप्रयोग

बिमेटल दो अलग-अलग धातुओं से बना वस्तु होता है जो एक मेटलर्जिक प्रक्रिया द्वारा जुड़ा होता है। इसके विपरीत, मिश्रधातुएं, जो दो या अधिक धातुओं के मिश्रण होती हैं, बिमेटल अलग-अलग धातुओं की परतों से बने होते हैं जो अपने व्यक्तिगत गुणों को बनाए रखते हैं। बिमेटल को बिमेटलिक उत्पाद या द्विघटक सामग्री भी कहा जा सकता है।

बिमेटल दो अलग-अलग धातुओं के विशिष्ट धातु छोरों से चिह्नित होते हैं, जो यांत्रिक और विद्युतीय रूप से एक एकक के रूप में कार्य करते हैं। बिमेटल का फायदा यह है कि एक ही उत्पाद में प्रत्येक धातु के सर्वोत्तम गुणों का पूर्ण उपयोग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, बिमेटल एक धातु की शक्ति को दूसरे धातु के विद्युत प्रतिरोधकता के साथ या एक धातु की चालकता को दूसरे धातु की लागत-कुशलता के साथ जोड़ सकता है।

बिमेटल विभिन्न उद्योगों और अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, जैसे विद्युत चालक, विद्युत संपर्क, थर्मोस्टैट, थर्मोमीटर, सुरक्षा उपकरण, घड़ियाँ, सिक्के, कैन, छुरी, और अधिक। इस लेख में, हम बिमेटल के कार्य सिद्धांत, सामान्य संयोजन, और प्रमुख अनुप्रयोगों का अध्ययन करेंगे।

बिमेटल कैसे काम करते हैं?

बिमेटल का कार्य सिद्धांत यह आधारित है कि अलग-अलग धातुओं के विभिन्न रैखिक ऊष्मीय विस्तार के गुणांक (αL) होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे गर्म होने या ठंडे होने पर अलग-अलग दरों पर विस्तारित या संकुचित होते हैं। रैखिक ऊष्मीय विस्तार का गुणांक तापमान में प्रति डिग्री परिवर्तन पर लंबाई में भिन्नात्मक परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया जाता है।

जहाँ,

l वस्तु की प्रारंभिक लंबाई है,

Δl लंबाई में परिवर्तन है,

Δt तापमान में परिवर्तन है,

αL का इकाई °C प्रति है।

बिमेटल दो अलग-अलग धातुओं की दो पट्टियों से बना होता है, जिनके रैखिक ऊष्मीय विस्तार के गुणांक अलग-अलग होते हैं, जो लंबाई के अनुदिश जोड़े जाते हैं। एक सामान्य तापमान पर बिमेटल को नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

गर्म करने पर, दोनों धातु पट्टियों की लंबाई में विस्तार अलग-अलग होता है। यह बिमेटलिक तत्व को ऐसा वक्र बनाने के लिए झुकाता है कि उच्च रैखिक ऊष्मीय विस्तार के गुणांक वाली धातु वक्र के बाहरी तरफ होती है, और निम्न रैखिक ऊष्मीय विस्तार के गुणांक वाली धातु वक्र के आंतरिक तरफ होती है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

ठंडा करने पर, बिमेटलिक तत्व वक्र बनाता है और इस प्रकार झुकता है कि निम्न रैखिक ऊष्मीय विस्तार के गुणांक वाली धातु वक्र के बाहरी तरफ होती है, और उच्च रैखिक ऊष्मीय विस्तार के गुणांक वाली धातु वक्र के आंतरिक तरफ होती है, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

उपरोक्त घटना का उपयोग तापमान में परिवर्तन का निर्णय और मापन करने वाले उपयोगी उपकरण बनाने के लिए किया जा सकता है।

बिमेटल बनाने के लिए कुछ सामान्य संयोजन क्या हैं?

बिमेटल बनाने के लिए अलग-अलग रैखिक ऊष्मीय विस्तार के गुणांक वाली कई धातुओं की संयोजन उपयोग की जा सकती हैं। बिमेटलिक पट्टियाँ बनाने के लिए कुछ सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले संयोजन नीचे सूचीबद्ध हैं:

• लोहा (उच्च αL) और निकेल (निम्न αL)

• ब्रास (उच्च αL) और स्टील (निम्न αL)

• तांबा (उच्च αL) और लोहा (निम्न αL)

• कॉन्स्टांटन (उच्च αL) और इन्वार (निम्न αL)

बिमेटल के कुछ प्रमुख अनुप्रयोग क्या हैं?

बिमेटल विभिन्न क्षेत्रों में कई अनुप्रयोगों का उपयोग किया जाता है। इनमें से कुछ नीचे सूचीबद्ध हैं:

थर्मोस्टैट

बिमेटल थर्मोस्टैट बनाने के लिए बहुत उपयोगी होते हैं, जो नियंत्रण उपकरणों के लिए सर्किट को स्वचालित रूप से स्विच करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, जैसे इलेक्ट्रिक हीटर, इलेक्ट्रिक आयरन, रेफ्रिजरेटर, इलेक्ट्रिक ऑवन, आदि। कुछ सर्किटों में, थर्मोस्टैट के माध्यम से पारित