Mỗi vật liệu kim loại trong vũ trụ đều có các tính chất riêng của nó như tính chất điện, tính chất cơ học, tính chất từ tính, tính chất hóa học, tính chất nhiệt và tính chất quang học. Bài viết này giải thích về một dải lưỡng kim dựa trên đặc tính giãn nở nhiệt. Nó thường được quan sát thấy trong các ứng dụng như hộp sắt, lò sưởi, ấm đun nước, v.v. Một dải lưỡng kim loại chuyển đổi năng lượng nhiệt thành chuyển dời cơ học.

Dải lưỡng kim là gì?

Định nghĩa: Một dải lưỡng kim hoạt động trên nguyên tắc giãn nở nhiệt, được định nghĩa là sự thay đổi thể tích của kim loại với sự thay đổi của nhiệt độ. Dải lưỡng kim hoạt động dựa trên hai nguyên lý cơ bản của kim loại.

“loại nào sau đây sẽ được coi là một loại phương tiện không dây? ”

Điều cơ bản đầu tiên là sự giãn nở nhiệt, nói rằng các kim loại nở ra hoặc co lại dựa trên sự thay đổi của nhiệt độ
Cơ bản thứ hai là hệ số nhiệt độ, trong đó mỗi kim loại (có hệ số nhiệt độ riêng) giãn nở hoặc co lại khác nhau ở nhiệt độ không đổi.

Tính chất của dải lưỡng kim

Một số tính chất quan trọng của dải lưỡng kim là

Hệ số giãn nở: Nó được định nghĩa là sự thay đổi tính chất vật lý của kim loại theo sự thay đổi của nhiệt độ như hình dạng, diện tích và thể tích.
Môđun đàn hồi: Được định nghĩa là tỷ số giữa ứng suất và biến dạng trong vùng biến dạng đàn hồi.
Giới hạn đàn hồi khi làm nguội: Là giới hạn tiêu chuẩn mà tại đó kim loại trở lại trạng thái bình thường khi làm nguội. Tính chất này thay đổi từ kim loại sang kim loại.
Độ dẫn điện: Nó được định nghĩa là lượng dòng điện đi qua vật liệu.
Độ dẻo
Khả năng luyện kim.

Xây dựng dải lưỡng kim

Một dải lưỡng kim được hình thành bằng cách liên kết hai dải kim loại mỏng khác nhau thường là thép (12 * 10^-6ĐẾN^-1) & đồng thau (18,7 * 10^-6ĐẾN^-1), hoặc đồng (16,6 * 10^-6ĐẾN^-1), trong đó một đầu của các kim loại này được cố định bằng cách hàn chúng và đầu kia được để tự do. Khi áp dụng nhiệt độ lên các vật liệu này, chúng sẽ bắt đầu thay đổi trạng thái vật lý bằng cách giãn nở hoặc bằng cách biến dạng.

Xây dựng

Nó có thể được giải thích trong hai trường hợp sau,

Trường hợp (i): Khi nhiệt độ tăng, nó cho phép dải mở rộng về phía kim loại với giá trị hệ số nhiệt độ thấp hơn, có thể quan sát trong hình bên dưới.

Dải cố định ở một đầu

Nhà (ii): Khi nhiệt độ giảm, nó cho phép dải mở rộng về phía kim loại có giá trị hệ số nhiệt độ cao hơn, như hình dưới đây.

Độ lệch của dải lưỡng kim

Từ đó, chúng ta có thể hiểu rằng

Phạm vi làm lệch = kim loại được sử dụng

Độ võng của kim loại = (chiều dài dải + sự thay đổi nhiệt độ) / độ dày dải

Biểu diễn toán học

Xét hai kim loại như A và B ở hai nhiệt độ khác nhau ‘T1’ và ‘T2’. Bán kính cong của dải lưỡng kim có thể được xác định về mặt toán học từ phương trình dưới đây.

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

Ở đâu,

R = bán kính cong ở nhiệt độ ‘T2’

t = (t1 + t2) = tổng độ dày của dải lưỡng kim

n = E_ĐẾN/ LÀ_B = tỉ số đàn hồi của hai kim loại

m = t1 / t2 = (Chiều dày thấp hơn - độ nở của kim loại) / (chiều dày cao hơn - độ giãn nở của kim loại)

a '_ĐẾN, a ’_B = Hệ số nhiệt của kim loại nở ra A và B

T₁ = nhiệt độ ban đầu

T_hai = Nhiệt độ cuối cùng.

Phương trình cho dải kim loại uốn cong về phía kim loại có hệ số nhiệt độ thấp được đưa ra như

r = 2 t / [6 * (α_ĐẾN- α_B) (T_hai-T₁)] ……………(hai)

Trong thế giới thực tế, tỷ lệ mô đun đàn hồi của kim loại và độ dày của chúng phải được duy trì bằng nhau để kim loại trở lại vị trí bình thường khi nhiệt độ tác dụng thay đổi. Nếu chiều dày của kim loại là t / 2 thì

[r + (t / 2)] / r = Chiều dài mở rộng của dải được mở rộng A / Chiều dài được mở rộng của dải được mở rộng B

“các thành phần chính của hệ thống sợi quang ”

= L [1 + α_ĐẾN(T_hai-T₁)] / L [1 + α_B(T_hai-T₁)]

= t / 2 [[1 + α_B(T_hai-T₁)] / [(a_ĐẾN- α_B) (T_hai-T₁)]]

r = t / [2 α_ĐẾN(T_hai-T₁)] ………… .. (3)

Từ phương trình trên, chúng ta có thể kết luận rằng nếu một đầu của dải kim loại được cố định, đầu kia của dải sẽ giãn ra hoặc co lại khi nhiệt độ thay đổi. Loại nguyên tắc này thường được quan sát thấy trong các nhiệt kế có độ nhạy thấp.

Các loại dải lưỡng kim

Dải lưỡng kim có hai loại, chúng

Loại dải xoắn ốc

Nó bao gồm một cấu trúc giống như xoắn ốc và một con trỏ được gắn vào nó, được sử dụng để điều chỉnh nhiệt độ. Khi đốt nóng cấu trúc lò xo này thì kim loại thể hiện tính nở vì nhiệt và biến dạng khi có nhiệt độ giảm. Ở giai đoạn này, con trỏ ghi lại nhiệt độ trên thang đo. Những loại nhiệt kế này thường được sử dụng để ghi nhiệt độ môi trường xung quanh.

Loại dải xoắn ốc

Loại xoắn ốc

Nó bao gồm một cấu trúc giống như hình xoắn ốc có hoạt động tương tự như dải lưỡng kim. Nơi đầu tự do của dải được kết nối với một con trỏ. Bất cứ khi nào dải được làm nóng, nó sẽ trải qua đặc tính giãn nở nhiệt và co lại khi làm mát. Ở giai đoạn này, con trỏ ghi kết quả đọc nhiệt độ. Thông thường, những loại nhiệt kế này được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp.

Loại xoắn ốc

“làm thế nào để kết nối một rơle trong một mạch ”

Ưu điểm

Sau đây là những ưu điểm của dải lưỡng kim

Không cần nguồn điện bên ngoài
Sử dụng đơn giản và mạnh mẽ
Chi phí thấp hơn
Cho độ chính xác từ ± 2 đến 5%

Nhược điểm

Sau đây là những nhược điểm của dải lưỡng kim

Chúng có thể đo lên đến 4000 C
Sẽ có sự thay đổi về chất lượng của kim loại khi sử dụng thường xuyên và có thể dẫn đến sai số khi đo.
Ở nhiệt độ thấp, độ nhạy và độ chính xác không đạt.

Các ứng dụng của Dải lưỡng kim

Sau đây là các ứng dụng của dải lưỡng kim

Đồng hồ
Thermistor
Hộp sắt
Động cơ nhiệt
Máy sưởi

Câu hỏi thường gặp

1). Những thiết bị nào sử dụng dải lưỡng kim?

Một dải lưỡng kim được sử dụng trong các thiết bị như báo cháy, quạt, v.v.

2). Điều gì xảy ra khi một dải lưỡng kim bị nung nóng?

Khi một dải lưỡng kim bị nung nóng, các kim loại sẽ nở ra hoặc biến dạng dựa trên các đặc tính hệ số nhiệt của chúng.
Trường hợp 1: Với sự gia tăng nhiệt độ làm cho dải giãn nở về phía kim loại với giá trị hệ số nhiệt độ thấp hơn, có thể quan sát trong hình dưới đây và
Trường hợp 2: Khi nhiệt độ giảm làm cho dải này nở ra về phía kim loại có giá trị hệ số nhiệt độ cao hơn, như hình dưới đây.

3). Có sử dụng dải lưỡng kim trong quạt không?

Có, chúng được sử dụng trong quạt để chuyển đổi nhiệt độ thành dịch chuyển cơ học.

4). Tại sao các dải lưỡng kim bị uốn cong?

Dải lưỡng kim uốn cong do tính chất giãn nở nhiệt của kim loại.

5). Có thể dùng một dải lưỡng kim bằng đồng thau và bạc trong bộ điều nhiệt không?

Không, không thể sử dụng dải lưỡng kim bằng đồng thau và bạc trong bộ điều nhiệt. Vì chúng có sự khác biệt không đáng kể về đặc tính giãn nở nhiệt của chúng.

Vì vậy, đây là tất cả về tổng quan về dải lưỡng kim mà hoạt động dựa trên hai hệ số giãn nở nhiệt và nhiệt độ cơ bản chính. Nó thường là một thiết bị nhiệt kế đo nhiệt độ. Nó bao gồm hai dải kim loại khác nhau, trong đó cả hai được hàn lại với nhau và một đầu của nó được cố định và một đầu khác được đặt tự do. Các kim loại này nở ra hoặc biến dạng ở các nhiệt độ khác nhau. Chúng có sẵn ở hai dạng xoắn ốc và dạng xoắn ốc. Trường hợp nhiệt kế dải lưỡng kim loại xoắn ốc được sử dụng trong các lĩnh vực công nghiệp và nhiệt kế lưỡng kim loại xoắn ốc được sử dụng trong các lĩnh vực ít nhạy cảm hơn. Ưu điểm chính là nó cung cấp độ chính xác từ ± 2 đến 5%. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, chức năng của dải lưỡng kim là gì?