Co je bimetalický proužek?

Bimetalický pás je jednoduché zařízení, které přeměňuje tepelnou energii na mechanický pohyb. Používá se jako tepelně aktivovaný spínač nebo indikátor tepla a pracuje na principu diferenciální expanze zahřátých odlišných kovů. Bimetalický pás je vytvořen ze dvou různých kovů, které jsou spojeny dohromady, aby vytvořily rovný, plochý pás nebo soustřednou cívku. Když se pás zahřívá, jeden z kovů se zahřívá a rozpíná rychleji než druhý, což způsobuje jeho ohýbání. Tato mechanická výchylka se potom různými způsoby využívá k přepínání elektrických obvodů nebo k posunutí číselníku na indikaci hodnoty tepla.

Když se zahřívá jakákoli pevná látka, tekutina nebo plyn, jejich molekuly se začnou pohybovat od sebe, což vede k expanzi. Dokud není zahřátý materiál v určitém okamžiku obsažen, bude se vyváženě expandovat. Pokud je materiál z nějakého důvodu obsažen nebo se mu brání v expanzi podél jednoho ze svých povrchů, způsobí jeho neomezené rozpínání ve zbytku materiálu jeho vychýlení nebo ohnutí. Některé materiály se samozřejmě zahřívají rychleji nebo expandují více než jiné v závislosti na jejich molekulární struktuře. Pokud se dva takové odlišné materiály spojí dohromady, ten, který se zahřívá pomaleji, omezí expanzi podél jedné tváře druhé a způsobí, že k tomuto jevu odklonění dojde.

Tento princip tepelné výchylky různých materiálů se používá k dodávání tepelného mechanického pohybu v široké škále elektrických a měřících zařízení. Bimetalické pásy jsou obecně konstruovány ze dvou různých kovů, přičemž typické kombinace jsou mosaz a ocel a měď a ocel. Oba materiály jsou obvykle svařovány, pájeny nebo nýtovány dohromady, aby se dosáhlo rovnoměrného a bezpečného spojení mezi oběma kontaktními plochami. Bimetalické proužky mohou být vytvořeny jako přímé nebo koncentrické prvky typu vinuté pružiny. Jejich fyzická výchylka, když je zahřátá, je potom využívána různými způsoby k dosažení různých funkcí.

Jedním z nejčastějších způsobů využití vychylování bimetalického pásu je využití proužku jako elektrického kontaktu k vytvoření nebo přerušení obvodů. Termostaty ohřívače jsou dobrým příkladem tohoto typu aplikace a používají přímý, nevyhřívaný pásek k udržení kontaktu s bodem spínání a udržení okruhu topného okruhu v činnosti. Když teplota stoupne na předem určený bod, pás se zahřívá a ohýbá, čímž přerušuje obvod a vypíná ohřívač. Když proužek znovu vychladne, narovná se a znovu aktivuje topný okruh. To umožňuje udržovat konstantní teplotní rozsah.

Bimetalový proužek cívky má tendenci se odvíjet, když se zahřívá, a otáčí jehlou teploměru typu ciferníku, aby ukazoval hodnotu teploty. Bimetalické pásy se také používají jako tepelná přetížení k přerušení napájení elektrického zařízení, když odebírají nadměrný proud nebo se fyzicky přehřívají. Známé expanzní charakteristiky různých kovů v bimetalickém pásu umožňují velmi přesné přizpůsobení těchto zařízení, aby fungovaly při přesných teplotách. Díky tomu jsou proužky spolehlivou a dostupnou metodou využití tepla jako řídicího nebo měřicího vstupu.