Fiecare material metalic din univers are propriile sale proprietăți precum proprietățile electrice, mecanice, magnetice, chimice, termice și optice. Acest articol explică despre o bandă bimetalică care se bazează pe proprietatea de expansiune termică. Se observă de obicei în aplicații precum o cutie de fier, încălzitoare, fierbătoare etc. Se transformă o bandă bimetalică energie termală în deplasare mecanică.

Ce este fâșia bimetalică?

Definiție: O bandă bimetalică funcționează pe principiul expansiunii termice, care este definită ca schimbarea volumului de metal odată cu schimbarea temperaturii. Banda bimetalică funcționează pe două elemente fundamentale de bază ale metalelor.

Primul element fundamental este expansiunea termică, care afirmă că metalele se extind sau se contractă pe baza variației de temperatură
Al doilea element fundamental este coeficientul de temperatură, în care fiecare metal (având propriul său coeficient de temperatură) se extinde sau se contractă diferit la o temperatură constantă.

Proprietățile benzii bimetalice

Unele dintre proprietățile importante ale benzii bimetalice sunt

“diagramă schematică simplă cu rezistențe condensatoare și tranzistoare ”

Coeficient de expansiune: este definit ca o modificare a proprietății fizice a unui metal ca răspuns la schimbarea temperaturilor, cum ar fi forma, aria și volumul.
Module de elasticitate: Este definit ca raportul dintre solicitare și tensiune într-o regiune de deformare elastică.
Limita elastică la răcire: este limita standard la care metalul revine la starea sa normală la răcire. Această proprietate variază de la metal la metal.
Conductivitate electrică: este definită ca cantitatea de curent care trece prin material.
Ductilitate
Abilitatea metalurgică.

Construcția benzii bimetalice

O bandă bimetalică se formează prin lipirea a două benzi subțiri diferite de metale, de obicei din oțel (12 * 10^-6LA^-1) și alamă (18,7 * 10^-6LA^-1), sau cupru (16,6 * 10^-6LA^-1), unde un capăt al acestor metale este fixat prin sudarea lor și celălalt capăt este lăsat liber. Atunci când se aplică temperatura acestor materiale, atunci acestea vor începe să-și schimbe starea fizică fie prin extindere, fie prin deformare.

Constructie

Poate fi explicat în următoarele două cazuri,

Cazul (i): Când temperatura crește, permite benzii să se extindă către metal cu o valoare mai mică a coeficientului de temperatură, care poate fi observat în figura de mai jos.

Banda fixată la un capăt

Case(ii): Când temperatura scade, permite benzii să se extindă către metal cu o valoare mai mare a coeficientului de temperatură, așa cum se arată mai jos.

Devierea benzii bimetalice

Din aceasta, putem înțelege că

Gama de deviere = metal utilizat

Devierea metalului = (lungimea benzii + variația temperaturii) / grosimea benzii

Reprezentarea matematică

Luați în considerare două metale precum A și B la două temperaturi diferite „T1” și „T2”. Raza curburii benzii bimetalice poate fi determinată matematic din ecuația de mai jos.

R = t {3 (1 + m)^Două+ (1 + m * n) [m^Două+ 1 / m * n]} / 6 (α ‘_LA- α ‘_B) (T_Două-T₁) (1 + m)^Două…… 1

Unde,

R = raza de curbură la temperatura „T2”

t = (t1 + t2) = suma grosimii benzii bimetalice

n = E_LA/ ESTE_B = raportul de elasticitate a două metal

m = t1 / t2 = (grosime mai mică - dilatarea metalului) / (grosime mai mare - dilatarea metalului)

A'_LA, A '_B = Coeficientul termic de expansiune metal A și B

T₁ = temperatura inițială

T_Două = Temperatura finală.

Ecuația benzii metalice care se îndoaie spre metal cu un coeficient de temperatură scăzută este dată ca

r = 2 t / [6 * (α_LA- α_B) (T_Două-T₁)] ……………(Două)

Într-o lume practică, raportul dintre modulele de elasticitate a metalelor și grosimea acestora trebuie menținut egal, astfel încât metalul să revină la poziția sa normală atunci când temperatura aplicată se schimbă. Dacă grosimea metalului este t / 2 atunci

[r + (t / 2)] / r = Lungimea extinsă a benzii extinse A / Lungimea extinsă a benzii extinse B

= L [1 + α_LA(T_Două-T₁)] / L [1 + α_B(T_Două-T₁)]]

“ce este un chip ic ”

= t / 2 [[1 + α_B(T_Două-T₁)] / [(A_LA- α_B) (T_Două-T₁)]]

r = t / [2 α_LA(T_Două-T₁)] ………… .. (3)

Din ecuația de mai sus, putem concluziona că, dacă un capăt al benzii metalice este fix, celălalt capăt al benzii se extinde sau se contractă la temperaturi variate. Acest tip de principiu este de obicei observat în termometrele cu sensibilitate redusă.

Tipuri de benzi bimetalice

Fâșiile bimetalice sunt disponibile în două tipuri, acestea sunt

Tip de bandă spirală

Acesta constă dintr-o structură în formă de spirală și un indicator este atașat la acesta, care este utilizat pentru scalarea temperaturii. Când această structură de arc este încălzită, atunci metalele prezintă proprietăți de expansiune termică și se deformează atunci când există o scădere a temperaturii. În această etapă, indicatorul înregistrează temperatura pe scară. Aceste tipuri de termometre sunt utilizate de obicei la înregistrarea temperaturii ambiante.

Tip de bandă spirală

Tip elicoidal

Se compune dintr-o structură elicoidală a cărei funcționare este similară cu banda bimetalică. Unde capătul liber al benzii este conectat la un indicator. Ori de câte ori banda este încălzită, are proprietăți de dilatare termică și se contractă la răcire. În această etapă, indicatorul înregistrează citirea temperaturii. De obicei, aceste tipuri de termometre sunt utilizate în aplicații industriale.

Tip elicoidal

Avantaje

Următoarele sunt avantajele benzii bimetalice

“este eeprom volatil sau nevolatil ”

Nu este necesară nicio sursă de alimentare externă
Utilizare simplă și robustă
Cost mai mic
Oferă precizie între ± 2 până la 5%

Dezavantaje

Următoarele sunt dezavantajele benzii bimetalice

Pot măsura până la 4000 C
Va exista o schimbare a calității metalului la utilizarea regulată, ceea ce poate duce la o eroare în timpul măsurării.
La temperaturi scăzute, sensibilitatea și precizia nu sunt la înălțime.

Aplicații ale benzii bimetalice

Următoarele sunt aplicațiile benzii bimetalice

Ceasuri
Termistor
Cutie de fier
Motor termic
Încălzitoare

Întrebări frecvente

1). Ce dispozitive utilizează o bandă bimetalică?

O bandă bimetalică este utilizată în dispozitive precum o alarmă de incendiu, ventilatoare etc.

2). Ce se întâmplă atunci când o bandă bimetalică este încălzită?

Când o bandă bimetalică este încălzită, metalele se extind sau se deformează pe baza proprietăților lor de coeficient termic.
Cazul 1: Odată cu creșterea temperaturii, banda se extinde spre metal cu valoarea mai mică a coeficientului de temperatură, care poate fi observat în figura de mai jos și
Cazul 2: Când temperatura scade, banda se extinde spre metal cu o valoare mai mare a coeficientului de temperatură, așa cum se arată mai jos.

3). Se folosește banda bimetalică la ventilatoare?

Da, sunt folosite în ventilatoare pentru a converti temperatura în deplasare mecanică.

4). De ce se îndoaie benzile bimetalice?

Fâșiile bimetalice se îndoaie datorită proprietății de dilatare termică a metalului.

5). Se poate folosi o bandă bimetalică din alamă și argint în termostat?

Nu, banda termică din alamă și argint nu poate fi utilizată în termostat. Deoarece au o diferență neglijabilă în proprietatea lor de expansiune termică.

Astfel, totul este vorba o imagine de ansamblu asupra unei benzi bimetalice care funcționează pe două principale expansiune termică fundamentală și coeficient de temperatură. De obicei este un dispozitiv termometru care măsoară temperatura. Se compune din două benzi metalice diferite, în care ambele sunt sudate între ele și unul dintre capetele sale este fixat, iar un alt capăt este eliberat. Aceste metale se extind sau se deformează la temperaturi diferite. Sunt disponibile în două forme elicoidale și spirale. În cazul în care termometrul cu bandă bimetalică elicoidală este utilizat în zone industriale, iar termometrul spiralat bimetalic este utilizat în zone mai puțin sensibile. Principalul avantaj este că oferă o precizie între ± 2 până la 5%. Iată o întrebare pentru dvs., care este funcția benzii bimetalice?