Piastra bimetallica e suo utilizzo nell'ingegneria elettrica
Una piastra bimetallica è una piastra appositamente realizzata da una coppia di metalli dissimili o da un bimetallo. Tali piastre sono tradizionalmente utilizzate nei sensori termomeccanici.
Due pezzi bimetallici o collegati meccanicamente di metalli diversi con diversi gradi di dilatazione termica hanno una caratteristica piuttosto interessante che è la seguente.
Se una coppia di lastre identiche, cioè fatte dello stesso metallo e delle stesse dimensioni, viene sottoposta a riscaldamento, si allungheranno nella stessa misura. Ma se le lastre sono fatte di metalli diversi (ad esempio, una di rame e l'altra di ferro), quando vengono riscaldate insieme, a causa della diversa dilatazione termica, le lastre si allungheranno in modi diversi.
Due piastre saldate, saldate o rivettate formano una piastra bimetallica. Un'estremità di tale piastra è solitamente fissata staticamente in un supporto fisso all'interno del dispositivo e l'altra è libera di muoversi in base alla temperatura corrente della piastra nel suo insieme.
Tali lastre per vari scopi sono generalmente realizzate in ottone e invar (l'invar è una lega di nichel e ferro).Come risultato del riscaldamento, la piastra si piegherà verso il metallo con una minore espansione termica e l'estremità libera della piastra si sposterà a causa della deformazione. Le piastre sono efficaci in un intervallo di temperature molto ampio.
L'uso di piastre bimetalliche nell'ingegneria elettrica
Nei fusibili e nei termostati, le piastre bimetalliche controllano la condizione dei contatti elettrici. La piastra apre o chiude il circuito termosifone, toglie alimentazione alla caldaia, ecc.
Nei design più semplici, i contatti vengono avvicinati e separati lentamente, in quelli più fantasiosi - di pochi millimetri con un salto acuto (si possono sentire i caratteristici clic del ferro durante la stiratura o di un riscaldatore domestico impostato su una certa temperatura).
In un bollitore elettrico, i contatti della piastra bimetallica lo proteggono dal surriscaldamento e dall'interno interruttore — cablaggio contro il superamento del valore di corrente consentito.
Cosiddetto relè termici o interruttori automatici che richiedono il ripristino manuale dopo che il personale ha eliminato il guasto: una piastra bimetallica qua e là.
v starter per lampade fluorescenti e nei circuiti di controllo dei motori elettrici, vengono utilizzate piastre bimetalliche per cambiare la modalità operativa del dispositivo dopo che è stato acceso. Quando il dispositivo viene avviato, la piastra si avvia e continua a riscaldarsi.
In questo caso le piastre bimetalliche sono dotate di uno speciale riscaldatore e contatto, è presente una bobina di riscaldamento in filo ad alta resistenza, oppure la piastra viene riscaldata direttamente dalla corrente che la attraversa. Ecco come funzionano alcuni relè di protezione e generatori di impulsi di commutazione. Se il motore si surriscalda durante il funzionamento, il relè funzionerà e scollegherà il motore dalla rete.
v Strumenti di misurazione, infatti - nei termometri a piastra bimetallica con riscaldatore, viene utilizzato anche questo effetto. Per ottenere un voltmetro o un amperometro, la piastra viene accesa in diversi modi.
Un tale dispositivo energeticamente, ovviamente, è avido, ma non ci sono parti che sfregano meccanicamente, è resistente alle vibrazioni, resistente all'inquinamento e recupera in caso di umidità.
Dispositivi di misura di questo tipo, su piastre bimetalliche, sono tuttora utilizzati con successo nell'elettronica automobilistica.