Каждый металлический материал во Вселенной имеет свои собственные свойства, такие как электрические, механические, магнитные, химические, тепловые и оптические свойства. В этой статье рассказывается о биметаллической полосе, в основе которой лежит свойство теплового расширения. Обычно это наблюдается в таких устройствах, как железный ящик, обогреватели, чайники и т. Д. Биметаллическая полоса преобразует тепловая энергия в механическое перемещение.

Что такое биметаллическая лента?

Определение: Биметаллическая полоса работает по принципу теплового расширения, которое определяется как изменение объема металла при изменении температуры. Биметаллическая лента работает на двух основных металлах.

Первый фундаментальный принцип - это тепловое расширение, при котором металлы расширяются или сжимаются в зависимости от изменения температуры.
Второй фундаментальный фактор - это температурный коэффициент, при котором каждый металл (имеющий собственный температурный коэффициент) расширяется или сжимается по-разному при постоянной температуре.

Свойства биметаллической ленты

Некоторые из важных свойств биметаллической ленты:

Коэффициент расширения: он определяется как изменение физических свойств металла в ответ на изменение температуры, например формы, площади и объема.
Модули упругости: определяется как отношение напряжения к деформации в области упругой деформации.
Предел упругости при охлаждении: это стандартный предел, при котором металл возвращается в свое нормальное состояние при охлаждении. Это свойство варьируется от металла к металлу.
Электропроводность: определяется как количество тока, проходящего через материал.
Пластичность
Металлургический потенциал.

Строительство биметаллической ленты

Биметаллическая полоса образуется путем соединения двух разных тонких полос металла, обычно из стали (12 * 10^-6К^-1) и латунь (18,7 * 10^-6К^-1) или медь (16,6 * 10^-6К^-1), где один конец этих металлов закрепляется сваркой, а другой конец остается свободным. При воздействии температуры на эти материалы они начнут изменять свое физическое состояние, расширяясь или деформируясь.

Строительство

Это можно объяснить в следующих двух случаях:

Случай (i): Когда температура увеличивается, это позволяет полосе расширяться в сторону металла с более низким значением температурного коэффициента, что можно увидеть на рисунке ниже.

Полоса закреплена на одном конце

Дома (ii): Когда температура снижается, это позволяет полосе расширяться по направлению к металлу с более высоким значением температурного коэффициента, как показано ниже.

Прогиб биметаллической ленты

Из этого мы можем понять, что

Диапазон отклонения = используемый металл

Прогиб металла = (длина полосы + изменение температуры) / толщина полосы

Математическое представление

Рассмотрим два металла, такие как A и B, при двух разных температурах «T1» и «T2». Радиус кривизны биметаллической ленты может быть определен математически из следующего уравнения.

R = т {3 (1 + м)^два+ (1 + m * n) [m^два+ 1 / m * n]} / 6 (α ‘_К- α ‘_B) (Т_два-T₁) (1 + м)^два…… 1

Где,

R = радиус кривизны при температуре «T2»

т = (т1 + т2) = сумма толщины биметаллической ленты

п = E_К/ ЯВЛЯЕТСЯ_B = соотношение эластичности двух металлов

m = t1 / t2 = (меньшая толщина - расширение металла) / (большая толщина - расширение металла)

а '_К, а ’_B = Термический коэффициент расширения металла A и B

Т₁ = начальная температура

Т_два = Конечная температура.

Уравнение изгиба металлической полосы в сторону металла с низкотемпературным коэффициентом имеет вид

“какая длина волны красного ”

r = 2 t / [6 * (α_К- α_B) (Т_два-T₁)] ……………(два)

На практике соотношение модулей упругости металлов и их толщины должно поддерживаться равным, чтобы металл возвращался в свое нормальное положение при изменении приложенной температуры. Если толщина металла t / 2, то

[r + (t / 2)] / r = Длина расширенной полосы A / Длина расширенной полосы B

= L [1 + α_К(Т_два-T₁)] / L [1 + α_B(Т_два-T₁)]

= t / 2 [[1 + α_B(Т_два-T₁)] / [(a_К- α_B) (Т_два-T₁)]]

“электронные способы связи: ”

г = t / [2 α_К(Т_два-T₁)] ………… .. (3)

Из приведенного выше уравнения можно сделать вывод, что если один конец металлической полосы зафиксирован, другой конец полосы расширяется или сжимается при изменении температуры. Такой принцип обычно наблюдается в термометрах с низкой чувствительностью.

Виды биметаллических полос

Биметаллические полосы выпускаются двух типов:

Тип спиральной ленты

Он состоит из спиралевидной структуры, к которой прикреплен указатель, который используется для масштабирования температуры. Когда эта пружинная конструкция нагревается, металлы проявляют свойство теплового расширения и деформируются при понижении температуры. На этом этапе стрелка фиксирует температуру на шкале. Такие термометры обычно используются для регистрации температуры окружающей среды.

Тип спиральной ленты

Спиральный Тип

Он представляет собой спиралевидную структуру, действие которой аналогично биметаллической полосе. Где свободный конец полоски соединен с указателем. Всякий раз, когда полоса нагревается, она испытывает свойство теплового расширения и сжимается при охлаждении. На этом этапе стрелка фиксирует показание температуры. Обычно такие термометры используются в промышленности.

Спиральный Тип

Преимущества

Ниже приведены преимущества биметаллической ленты.

Внешний источник питания не требуется
Простой в использовании и надежный
Меньшая стоимость
Дает точность от ± 2 до 5%

Недостатки

Ниже перечислены недостатки биметаллической ленты.

Они могут измерять температуру до 4000 C
При регулярном использовании качество металла изменится, что может привести к ошибке при измерении.
При низкой температуре чувствительность и точность не на должном уровне.

Применение биметаллической ленты

Ниже приведены области применения биметаллической ленты.

Часы
Термистор
Железный ящик
Тепловой двигатель
Обогреватели

FAQs

1). В каких устройствах используется биметаллическая полоса?

Биметаллическая полоса используется в таких устройствах, как пожарная сигнализация, вентиляторы и т. Д.

2). Что происходит при нагревании биметаллической ленты?

Когда биметаллическая полоса нагревается, металлы либо расширяются, либо деформируются в зависимости от их свойств теплового коэффициента.
Случай 1: При повышении температуры полоса расширяется по направлению к металлу с меньшим значением температурного коэффициента, что можно наблюдать на рисунке ниже и
Случай 2: При понижении температуры полоса расширяется по направлению к металлу с более высоким значением температурного коэффициента, как показано ниже.

3). Используется ли биметаллическая лента в вентиляторах?

Да, они используются в вентиляторах для преобразования температуры в механическое смещение.

4). Почему гнутся биметаллические полосы?

Биметаллические полосы изгибаются из-за свойства металла теплового расширения.

5). Можно ли использовать в термостате биметаллическую ленту из латуни и серебра?

Нет, биметаллическую ленту из латуни и серебра нельзя использовать в термостате. Поскольку они имеют незначительную разницу в свойстве теплового расширения.

Таким образом, это все о обзор биметаллической ленты который работает с двумя основными фундаментальными тепловыми расширениями и температурным коэффициентом. Обычно это устройство термометра который измеряет температуру. Он состоит из двух разных металлических полос, причем обе они сварены вместе, один конец закреплен, а другой конец отпущен. Эти металлы расширяются или деформируются при различных температурах. Они доступны в двух формах: спиральной и спиральной. Где спиральный биметаллический полосовой термометр используется в промышленных зонах, а спиральный биметаллический термометр используется в менее чувствительных областях. Основным преимуществом является то, что он обеспечивает точность от ± 2 до 5%. Вот вам вопрос, какова функция биметаллической планки?