Что такое биметаллическая пластина как она действует где применяется
Перейти к содержимому

Что такое биметаллическая пластина как она действует где применяется

  • автор:

Биметаллическая пластина и ее использование в электротехнике

Биметаллическая пластина и ее использование в электротехнике

Биметалл или соединенные механически два куска различных, с разной степенью теплового расширения, металлов, обладают довольно интересной особенностью, которая состоит в следующем.

Если пару одинаковых пластин, то есть изготовленных из одинакового металла, и имеющих одинаковые размеры, подвергнуть нагреву, то они удлинятся в одинаковой степени. Но если пластины будут изготовлены из разных металлов (скажем, одна из меди, а вторая — из железа), то при их совместном нагреве, из-за различного теплового расширения, пластины удлинятся по-разному.

Изгибание биметаллической пластины

Сваренные, спаянные или склепанные две пластины образуют единую биметаллическую пластину. Один конец такой пластины, обычно, закрепляют статично в неподвижном держателе внутри устройства, а второй свободен перемещаться в сooтветствии с текущей температурой пластины в целом.

Такие пластины для различных назначений изготавливают обычно из латуни и инвара (инвар — это сплав никеля и железа). В результате нагрева, пластина изогнется в сторону металла с меньшим тепловым расширением, и свободный конец пластины в результате деформации переместится. Пластины работоспособны в весьма широком температурном диапазоне.

Использование биметаллических пластин в электротехнике

Пластина управляет электрическим контактом

В защитных устройствах и термостатах биметаллические пластины управляют состоянием электрических контактов. Пластина размыкает или замыкает цепь нагревательного элемента, отключает питание бойлера и т. п.

В простейших конструкциях контакты сводятся и разводятся медленно, в более прихотливых — на несколько миллиметров резким скачком (характерные щелчки можно слышать от утюга во время глажки или от домашнего обогревателя, отрегулированного на определенную температуру).

В электрическом чайнике контакты биметаллической пластины защищают его от перегрева, а в автоматическом выключателе — проводку от превышения допустимой величины тока.

Так называемые тепловые реле или автоматические выключатели, требующие повторного взвода вручную после устранения персоналом неполадки — и тут и там биметаллическая пластина.

Биметаллическая пластина в защитном аппарате

В стартерах люминесцентных ламп и в схемах управления электродвигателями биметаллические пластины служат для переключения режима работы устройства после его включения. Когда устройство запущено в работу, пластина начинает и продолжает разогреваться.

Биметаллические пластины в этом случае оснащаются специальным подогревателем и контактом, имеется подогревающая обмотка из провода высокого сопротивления, либо разогревается непосредственно пластина от пропускаемого по ней тока. Так работают некоторые защитные реле и генераторы импульсов переключения. Если в процессе работы мотор перегреется, то реле сработает и отключит мотор от сети.

Вольтметр

В измерительных приборах, по сути — в термометрах с биметаллической пластиной с подогревателем, также используется данный эффект. Для получения вольтметра или амперметра пластину включают по-разному.

Такой прибор энергетически, конечно, прожорлив, однако в нем отсутствуют механически трущиеся части, он отличается вибростойкостью, устойчив к загрязнениям и сам восстанавливается при отсыревании.

Измерительные приборы данного типа, на биметаллических пластинах, по сей день успешно применяются в автоэлектронике.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Что такое биметаллическая пластина? Как она действует? Где применяется?

Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.

решение вопроса

Связанных вопросов не найдено

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.

поделиться знаниями или
запомнить страничку

  • Все категории
  • экономические 43,679
  • гуманитарные 33,657
  • юридические 17,917
  • школьный раздел 612,624
  • разное 16,911

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

  • Обратная связь
  • Правила сайта

Биметаллическая пластина

Биметалли́ческая пласти́на — пластина, изготовленная из биметалла или из механически соединённых кусков двух различных металлов. Как правило, используется как основная часть термомеханического датчика.

Устройство

Если оба конца биметаллической пластины соединены заклёпками, при увеличении температуры пластина изгибается.

Представляет собой отрезок ленты из биметалла. Один конец ленты, как правило, неподвижно закреплён в устройстве, а другой — перемещается в зависимости от температуры пластины.

Встречаются устройства, состоящие из 2 пластин разнородных металлов, закреплённых одними концами и соединённых (клёпкой, пайкой или сваркой) у других концов. При изменении температуры соединённый конец пластин перемещается.

Работоспособны в очень широком диапазоне температур [1] .

Применение

Термостаты и защитные устройства

Изгибающаяся биметаллическая пластина управляет электрическими контактами, замыкающими или размыкающими цепь подогревателя. (В случае защитных устройств — отключающие электропитание нагрузки).

Могут сводить-разводить контакты постепенно (дешёвая ненадёжная конструкция — контакты искрят и обгорают), а могут срабатывать скачком (механическая бифуркация), сразу перемещая контакт на несколько миллиметров (щелчки от таких переключений слышны при работе утюгов).

Применяются как защитные устройства: для защиты от перегрева (например в электрочайнике) или от превышения силы тока (предохранители). могут быть как самовосстанавливающимися, так и требующими вмешательства персонала (предполагается, что персонал найдёт и устранит причину неполадки, и только потом вернёт предохранитель во включённое состояние).

Генераторы импульсов и реле времени

Биметаллическая пластина с контактом и с подогревателем (применяется обмотка из высокоомного провода либо сама пластина, по которой пропускают ток).

Применяется для переключения режимов работы устройств после их включения (например, в стартёрах люминесцентных ламп и электромоторов). В этом случае нагрев пластины продолжается всё время, пока устройство включено.

Измерительные приборы

Разновидность биметаллического термометра с подогревателем. В зависимости от способа включения может быть вольтметром или амперметром. При работе потребляет много энергии, однако совершенно не содержит трущихся механических частей. Просты, вибростойки, мало чувствительны к загрязнениям, как правило, самовосстанавливаются при отсыревании. До сих пор широко применяются в автомобильной электронике.

Часы

Применяются для термокомпенсации хода часов. Могут изменять диаметр разрезного обода баланса, сделанного из биметаллической пластины, либо изменять действующую длину пружины баланса.

Термометры

Схема биметаллического термометра

Длинная свёрнутая спиралью лента из биметалла закрепляется в центре. Другой (внешний) конец спирали перемещается вдоль шкалы, размеченной в градусах. Такой термометр, в отличие от жидкостного (например, ртутного) совершенно нечувствителен к изменениям внешнего давления и механически более прочен.

В термографах биметаллическая пластина через систему рычагов управляет пером самописца, рисующим график изменения температуры (применяется в метеорологии).

Тепловые двигатели

Преобразование разности температур в механическую работу. Существуют простые игрушки для демонстрации возможности работы таких двигателей [2] .

Устройства для микроперемещений

Предметы (типа «препарата», рассматриваемого в микроскоп) с помощью биметаллических пластин с подогревателями можно перемещать в небольших пределах. Величина перемещения регулируется дистанционно изменением тока через подогреватели.

Недостаток: величина перемещения непостоянна и зависит от условий охлаждения (окружающей температуры, сквозняков и т.п.)

В судостроении

Биметаллические (а также триметаллические) пластины используются для сварки разнородных металлов в целях предотвращения контактной (гальванической) коррозии. В судостроении применяются как для стыковки алюминиевой надстройки со стальным корпусом, так и для соединения декоративных элементов из нержавеющей стали с алюминиевой конструкцией.

Неметаллические аналоги

Для работы в агрессивных средах свойствами, подобными биметаллам, обладают спаи из стёкол или керамики с различным КТР,

Расчёт пластины

Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

Изгиб (кривизна кривой, обратная величина к радиусу изгиба) биметаллической пластины [3] :

\kappa = \frac<6 E_1 E_2 (h_1 + h_2)h_1 h_2 \varepsilon ></p>
<p>» width=»» height=»» /></p><div class='code-block code-block-16' style='margin: 8px 0; clear: both;'>
<!-- 16agrobelarus -->
<script src=

  • \varepsilon = (\alpha_1-\alpha_2) \Delta T \,
  • E_1— модуль Юнга материала 1 (здесь и ниже для материала 2 индексы, соответственно, 2)
  • h_1— толщина материала 1
  • \alpha_1— коэффициент теплового расширения материала 1
  • \Delta T— разность между температурой, при которой вычисляется изгиб, и температурой, при которой изгиб отсутствует.

История

По-видимому, биметаллические пластины были созданы в XVIII веке в Англии часовщиком Джоном Харрисоном для термокомпенсации его морского хронометра «H3». [4] .

Ссылки

  1. Биметаллическая лента в жидком азоте (англ.)
  2. Биметаллические качели (фото)
  3. Clyne, TW. “Residual stresses in surface coatings and their effects on interfacial debonding.” Key Engineering Materials (Switzerland). Vol. 116-117, pp. 307-330. 1996 (англ.) , pdf, 36KB
  4. Sobel, Dava. «Longitude», London, Fourth Estate, 1995, ISBN 0-00-721446-4, стр. 103 (англ.)
  • Коммутационные устройства
  • Электротехника
  • Составные части и устройство средств измерений
  • Теплотехника

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Биметаллическая пластина» в других словарях:

  • биметаллическая пластина — [Интент] Тематики расцепитель, тепловое реле EN bimetal stripbimetal techniquebimetallic platebimetallic strip … Справочник технического переводчика
  • биметаллическая пластина — bimetalinė plokštelė statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. bimetallic plate vok. Bimetallstreifen, m rus. биметаллическая пластина, f pranc. lame bimétallique, f; plaque bimétallique, f … Automatikos terminų žodynas
  • Пластина — В Викисловаре есть статья «пластина» Пластина: тонкий слой материала плоской формы. Пластина (строительная механика) … Википедия
  • Биметаллическая офсетная формная пластина — офсетная формная пластина, состоящая из двух металлических слоев, последовательно нанесенных на металлическую или полиэфирную подложку, и светочувствительного слоя. Применяют при изготовлении биметаллической формы способа офсетной печати … Краткий толковый словарь по полиграфии
  • Биметалическая пластина — Биметаллическая пластина пластина, изготовленная из биметалла или из механически соединённых кусков двух различных металлов. Как правило используется как основная часть термомеханического датчика. Содержание 1 Устройство 2 Применение 2.1 … Википедия
  • Автоматический выключатель — Не следует путать с устройством защитного отключения. Эта статья или раздел описывает ситуацию применительно лишь к одному региону. Вы можете помочь Википедии, добавив информацию для других стран и регионов … Википедия
  • ТЕРМОГРАФ — (от термо. и . граф) метеорологич. прибор для автоматич. записи изменений темп ры. Действие Т. осн. на св ве биметаллич. пластины чувствит. элемента деформироваться при изменении темп ры воздуха. Темп pa (ход температуры) регистрируется… … Большой энциклопедический политехнический словарь
  • Биметалл — композиционный материал, состоящий из двух или более различных металлических слоев металлов или их сплавов. Термобиметаллические материалы относятся к группе прецизионных материалов.[1] Биметалл применяется для чеканки монет, при этом… … Википедия
  • автоматический выключатель — Предохранитель автоматический резьбовой. Предохранитель автоматический резьбовой (ПАР): 1 кнопка включить (жёлтая); 2 кнопка отключить (красная). автоматический выключатель — устройство для защиты электрической сети от перегрузок и короткого … Энциклопедия «Жилище»
  • Измерительный механизм — совокупность элементов средства измерений, которые обеспечивают необходимое перемещение указателя (стрелки, светового пятна и т. д.) Содержание 1 Электроизмерительные механизмы 1.1 … Википедия
  • Обратная связь: Техподдержка, Реклама на сайте
  • �� Путешествия

Экспорт словарей на сайты, сделанные на PHP,
WordPress, MODx.

  • Пометить текст и поделитьсяИскать в этом же словареИскать синонимы
  • Искать во всех словарях
  • Искать в переводах
  • Искать в ИнтернетеИскать в этой же категории

Что такое биметаллическая пластина в автомате?

Защитная автоматика сегодня присутствует в каждом вводно-распределительном устройстве, которым для домовой или квартирной электросети является электрический щиток. Охрана человека от электротравм доверена устройствам защитных отключений, а функции защиты самой электрической проводки от опасных токовых перегрузок отведены автоматическому выключателю или говоря простым языком автомату.

Работа автомата основана на функциональных особенностях двух чувствительных элементов – расцепителей:

  • в зоне ответственности электромагнитного расцепителя находится защита от сверхтоков коротких замыканий, срабатывает он мгновенно в случае многократного превышения номинального токового значения;
  • тепловой расцепитель обеспечивает отключение нагрузки, когда превышения потребления незначительны, интервал срабатывания определен времятоковой характеристикой и имеет обратно пропорциональную зависимость от силы тока.

Соединенные последовательно они включены в конструкцию компактных модульных автоматических выключателей и гарантируют отключения нагрузки в случае любой опасной ситуации.

Устройство и принцип действия теплового расцепителя

Конструкция теплового расцепителя достаточно проста и в практическом исполнении он представляет собой биметаллическую пластину. Один ее конец жестко закреплен в конструктиве автомата, другой свободный конец пластины изгибается, вызывая срабатывания расцепителя автомата. Этот достаточно востребованный элемент можно встретить в составе различных устройств, например это основа биметаллического термометра или весьма распространенных тепловых реле.

Как уже понятно из названия представлена биметаллическая пластина двумя скрепленными между собой посредством пайки, сварки либо клепки пластинами из разных металлов с различными коэффициентами температурного расширения. Такая конструкция приводит к тому, что в связи с нагревом биметаллической пластины происходит ее деформация в сторону металла с меньшим значением коэффициента. Что в конечном итоге влечет за собой изгиб биметаллических пластин с последующим механическим воздействием их на исполнительные элементы, в частности управлению процессом расцепления контактов автомата.

В тепловом расцепителе автомата биметаллическая пластина греется электрическим током, протекающим по последовательной цепи обоих расцепителей. При нагреве пластина изгибается, заставляя сработать тепловой расцепитель, а, следовательно, разорвать цепи электропитания нагрузки. Чем выше токовая величина при превышении номинала вводного автоматического выключателя, тем быстрее происходит нагрев, а соответственно и скорость изгиба пластины.

Временной интервал необходимый на нагрев составной пластины из двух металлов определяет инерционность срабатываний тепловой защиты. Электромагнитный расцепитель срабатывает без каких либо временных задержек, чего нельзя сказать о его тепловом «коллеге». На «оценку ситуации» он тратит от секунд до десятков минут времени – итоговый интервал определен токовым значением, превышающим номинал автомата. В ситуации, когда тепловой расцепитель отключает нагрузку, повторное включение автоматического выключателя возможно через некоторый промежуток времени, необходимый для охлаждения и восстановления геометрии биметаллической пластины.

Таким образом, автоматический выключатель представляет собой простое и надежное устройство, обеспечивающее защиту от опасных токовых перегрузок сети. Конечно же, при приобретении столь важной защиты следует отдавать предпочтение исключительно брендовой продукции, известных и зарекомендовавших себя производителей. Попытка экономить на безопасности всегда несет в себе нежелательные, а порою и роковые последствия.

Остались вопросы?

Заполните форму обратно связи ниже, наши специалисты свяжутся с Вами, проконсультируют, расскажут про возможные способы решения Вашей задачи.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *