วัสดุโลหะทุกชนิดในจักรวาลมีคุณสมบัติของตัวเองเช่นคุณสมบัติทางไฟฟ้าสมบัติเชิงกลคุณสมบัติของแม่เหล็กคุณสมบัติทางเคมีคุณสมบัติทางความร้อนและคุณสมบัติทางแสง บทความนี้อธิบายเกี่ยวกับแถบ bimetallic ซึ่งอาศัยคุณสมบัติการขยายตัวทางความร้อน มักพบในการใช้งานเช่นกล่องเหล็กเครื่องทำความร้อนกาต้มน้ำ ฯลฯ แถบ bimetallic จะแปลง พลังงานความร้อน เข้าสู่การเคลื่อนที่เชิงกล

Bimetallic Strip คืออะไร?

คำจำกัดความ: แถบ bimetallic ทำงานบนหลักการของการขยายตัวทางความร้อนซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนแปลงปริมาตรของโลหะที่มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ แถบ bimetallic ทำงานบนพื้นฐานพื้นฐานสองประการของโลหะ

ปัจจัยพื้นฐานประการแรกคือการขยายตัวทางความร้อนซึ่งระบุว่าโลหะขยายตัวหรือหดตัวตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
ปัจจัยพื้นฐานประการที่สองคือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิซึ่งโลหะแต่ละชนิด (มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของตัวเอง) จะขยายตัวหรือหดตัวต่างกันที่อุณหภูมิคงที่

คุณสมบัติของ Bimetallic Strip

คุณสมบัติที่สำคัญบางประการของแถบ bimetallic คือ

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว: หมายถึงการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพของโลหะเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเช่นรูปร่างพื้นที่และปริมาตร
โมดูลความยืดหยุ่น: ถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนของความเค้นต่อความเครียดในบริเวณการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่น
ขีด จำกัด ยืดหยุ่นในการทำความเย็น: เป็นขีด จำกัด มาตรฐานที่โลหะจะกลับสู่สถานะปกติเมื่อทำความเย็น คุณสมบัตินี้แตกต่างกันไปในแต่ละโลหะ
การนำไฟฟ้า: หมายถึงปริมาณของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวัสดุ
ความเหนียว
ความสามารถทางโลหการ

การก่อสร้าง Bimetallic Strip

แถบ bimetallic เกิดจากการเชื่อมโลหะบาง ๆ สองแถบที่แตกต่างกันโดยปกติจะเป็นเหล็ก (12 * 10^-6ถึง^-1) และทองเหลือง (18.7 * 10^-6ถึง^-1) หรือทองแดง (16.6 * 10^-6ถึง^-1) โดยที่ปลายด้านหนึ่งของโลหะเหล่านี้ได้รับการแก้ไขโดยการเชื่อมและปลายอีกด้านหนึ่งจะว่าง เมื่อใช้อุณหภูมิกับวัสดุเหล่านี้วัสดุเหล่านี้จะเริ่มเปลี่ยนสถานะทางกายภาพไม่ว่าจะโดยการขยายตัวหรือโดยการเปลี่ยนรูป

การก่อสร้าง

สามารถอธิบายได้ในสองกรณีต่อไปนี้

กรณี (i): เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นจะช่วยให้แถบขยายเข้าหาโลหะด้วยค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่ต่ำกว่าซึ่งสามารถสังเกตได้ในรูปด้านล่าง

Strip คงที่ที่ปลายด้านหนึ่ง

บ้าน (ii): เมื่ออุณหภูมิลดลงจะทำให้แถบขยายเข้าหาโลหะด้วยค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่สูงขึ้นดังที่แสดงด้านล่าง

การเบี่ยงเบนของ Bimetallic Strip

จากนี้เราสามารถเข้าใจว่าไฟล์

ช่วงของการโก่ง = โลหะที่ใช้

การเบี่ยงเบนของโลหะ = (ความยาวแถบ + การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ) / ความหนาของแถบ

การเป็นตัวแทนทางคณิตศาสตร์

พิจารณาโลหะสองชนิดเช่น A และ B ที่อุณหภูมิ 2 ชนิดคือ 'T1' และ 'T2' รัศมีของความโค้งของแถบ bimetallic สามารถกำหนดได้ทางคณิตศาสตร์จากสมการด้านล่าง

R = เสื้อ {3 (1 + m)^สอง+ (1 + ม * น) [ม^สอง+ 1 / ม. * n]} / 6 (α ‘_ถึง- α ‘_ข) (ท_สอง- ท₁) (1 + ม.)^สอง…… 1

ที่ไหน

R = รัศมีความโค้งที่อุณหภูมิ ‘T2’

เสื้อ = (t1 + t2) = ผลรวมของความหนาของแถบ bimetallic

n = จ_ถึง/ คือ_ข = อัตราส่วนความยืดหยุ่นของโลหะสองชิ้น

m = t1 / t2 = (ความหนาต่ำกว่า - การขยายตัวของโลหะ) / (ความหนาที่สูงขึ้น - การขยายตัวของโลหะ)

ก '_ถึง, ก '_ข = ค่าสัมประสิทธิ์ความร้อนของโลหะขยายตัว A และ B

ที₁ = อุณหภูมิเริ่มต้น

ที_สอง = อุณหภูมิสุดท้าย.

สมการสำหรับแถบโลหะที่โค้งงอเข้าหาโลหะที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำจะได้รับเป็น

r = 2 ครั้ง / [6 * (α_ถึง- α_ข) (ท_สอง- ท₁)] …………… (สอง)

ในโลกที่ใช้งานได้จริงอัตราส่วนของโมดูลิโลหะของความยืดหยุ่นและความหนาจะต้องคงที่เท่ากันเพื่อให้โลหะกลับคืนสู่ตำแหน่งปกติเมื่ออุณหภูมิที่ใช้เปลี่ยนแปลงไป หากความหนาของโลหะเท่ากับ t / 2 แล้ว

[r + (t / 2)] / r = ความยาวที่ขยายของแถบขยาย A / ความยาวที่ขยายของแถบขยาย B

= L [1 + α_ถึง(ต_สอง- ท₁)] / L [1 + α_ข(ต_สอง- ท₁)]

= t / 2 [[1 + α_ข(ต_สอง- ท₁)] / [(ก_ถึง- α_ข) (ท_สอง- ท₁)]]

r = t / [2 α_ถึง(ต_สอง- ท₁)] ………… .. (3)

จากสมการข้างต้นเราสามารถสรุปได้ว่าหากปลายด้านหนึ่งของแถบโลหะได้รับการแก้ไขปลายอีกด้านหนึ่งของแถบจะขยายหรือหดตัวตามอุณหภูมิที่ต่างกัน หลักการแบบนี้มักพบในเครื่องวัดอุณหภูมิความไวต่ำ

ประเภทของแถบ Bimetallic

แถบ Bimetallic มีให้เลือกสองประเภทคือ

ประเภท Spiral Strip

ประกอบด้วยโครงสร้างคล้ายเกลียวและมีตัวชี้ติดอยู่ซึ่งใช้สำหรับปรับอุณหภูมิ เมื่อโครงสร้างสปริงนี้ได้รับความร้อนโลหะจะแสดงคุณสมบัติการขยายตัวทางความร้อนและจะเปลี่ยนรูปเมื่อมีอุณหภูมิลดลง ในขั้นตอนนี้ตัวชี้จะบันทึกอุณหภูมิบนเครื่องชั่ง เทอร์มอมิเตอร์ประเภทนี้มักใช้ในการบันทึกอุณหภูมิโดยรอบ

ประเภท Spiral Strip

ประเภทลาน

ประกอบด้วยโครงสร้างคล้ายขดลวดซึ่งการทำงานคล้ายกับแถบ bimetallic ที่ปลายด้านฟรีของแถบเชื่อมต่อกับตัวชี้ เมื่อใดก็ตามที่แถบได้รับความร้อนจะพบคุณสมบัติการขยายตัวทางความร้อนและหดตัวเมื่อทำความเย็น ในขั้นตอนนี้ตัวชี้จะบันทึกการอ่านอุณหภูมิ โดยปกติแล้วเทอร์มอมิเตอร์ชนิดนี้จะใช้ในงานอุตสาหกรรม

ประเภทลาน

ข้อดี

ต่อไปนี้เป็นข้อดีของแถบ bimetallic

ไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งพลังงานภายนอก
ใช้งานง่ายและแข็งแกร่ง
หักค่าใช้จ่าย
ให้ความแม่นยำระหว่าง± 2 ถึง 5%

ข้อเสีย

ต่อไปนี้เป็นข้อเสียของแถบ bimetallic

สามารถวัดได้ถึง 4000 C
จะมีการเปลี่ยนแปลงคุณภาพของโลหะในการใช้งานปกติซึ่งอาจนำไปสู่ข้อผิดพลาดขณะทำการวัด
ที่อุณหภูมิต่ำความไวและความแม่นยำไม่ถึงเครื่องหมาย

การใช้งาน Bimetallic Strip

ต่อไปนี้เป็นแอพพลิเคชั่นของแถบ bimetallic

นาฬิกา
เทอร์มิสเตอร์
กล่องเหล็ก
เครื่องยนต์ความร้อน
เครื่องทำความร้อน

คำถามที่พบบ่อย

1). อุปกรณ์ใดบ้างที่ใช้แถบ bimetallic

แถบ bimetallic ใช้ในอุปกรณ์เช่นสัญญาณเตือนไฟไหม้พัดลม ฯลฯ

2). จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อแถบ bimetallic ถูกทำให้ร้อน?

“ส่วนประกอบหลักของระบบปฏิบัติการทุกระบบคือข้อใดต่อไปนี้ ”

เมื่อแถบ bimetallic ได้รับความร้อนโลหะจะขยายตัวหรือเปลี่ยนรูปตามคุณสมบัติสัมประสิทธิ์ความร้อน
กรณีที่ 1: เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นทำให้แถบขยายเข้าหาโลหะด้วยค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่ต่ำกว่าซึ่งสามารถสังเกตได้จากรูปด้านล่างและ
กรณีที่ 2: เมื่ออุณหภูมิลดลงจะทำให้แถบขยายเข้าหาโลหะด้วยค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิที่สูงขึ้นดังที่แสดงด้านล่าง

3). แถบ bimetallic ใช้ในพัดลมหรือไม่?

ใช่ใช้ในพัดลมเพื่อเปลี่ยนอุณหภูมิเป็นการเคลื่อนที่เชิงกล

4). ทำไมแถบ bimetallic จึงโค้งงอ?

แถบ Bimetallic โค้งงอเนื่องจากคุณสมบัติการขยายตัวทางความร้อนของโลหะ

5). สามารถใช้แถบ bimetallic ที่ทำจากทองเหลืองและเงินในเทอร์โมสตัทได้หรือไม่?

ไม่ใช้แถบ bimetallic ที่ทำจากทองเหลืองและเงินในเทอร์โมสตัทไม่ได้ เนื่องจากมีความแตกต่างเล็กน้อยในคุณสมบัติการขยายตัวทางความร้อน

ดังนั้นทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ภาพรวมของแถบ bimetallic ซึ่งทำงานกับการขยายตัวทางความร้อนพื้นฐานหลักสองประการและค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ โดยปกติจะเป็นไฟล์ อุปกรณ์เทอร์โมมิเตอร์ ที่วัดอุณหภูมิ ประกอบด้วยแถบโลหะสองแถบที่แตกต่างกันโดยที่ทั้งสองเชื่อมเข้าด้วยกันและปลายด้านหนึ่งได้รับการแก้ไขและปลายอีกด้านหนึ่งจะว่าง โลหะเหล่านี้ขยายตัวหรือทำให้เสียรูปที่อุณหภูมิที่แตกต่างกัน มีให้เลือกสองรูปแบบแบบเกลียวและแบบเกลียว ในกรณีที่ใช้เครื่องวัดอุณหภูมิแบบแถบขดลวด bimetallic ในพื้นที่อุตสาหกรรมและเครื่องวัดอุณหภูมิ bimetallic แบบเกลียวจะใช้ในบริเวณที่บอบบางน้อยกว่า ข้อได้เปรียบหลักคือให้ความแม่นยำระหว่าง± 2 ถึง 5% นี่คือคำถามสำหรับคุณว่าแถบ bimetallic มีหน้าที่อะไร?