Wat is een bimetaalstrip?

Een bimetalen strip is een eenvoudig apparaat dat thermische energie omzet in mechanische beweging. Het wordt gebruikt als een thermisch geactiveerde schakelaar of warmte-indicator en werkt volgens het principe van differentiële uitzetting van verwarmde ongelijke metalen. De bimetalen strip bestaat uit twee verschillende metalen die aan elkaar zijn gehecht om een ​​rechte, platte strip of een concentrische spoel te vormen. Wanneer de strip wordt verwarmd, warmt een van de metalen op en zet deze sneller uit dan de andere, waardoor de strip buigt. Deze mechanische doorbuiging wordt vervolgens op verschillende manieren gebruikt om elektrische circuits te schakelen of een draaiknop te verplaatsen om een ​​warmtewaarde-indicatie te geven.

Wanneer een vaste stof, vloeistof of gas wordt verwarmd, beginnen de moleculen van elkaar weg te bewegen, wat leidt tot uitzetting. Zolang een verwarmd materiaal op een bepaald moment niet wordt ingesloten, zal het op een evenwichtige manier uitzetten. Als het materiaal om de een of andere reden wordt tegengehouden of verhinderd om uit te zetten langs een van zijn oppervlakken, zal de ongeremde uitzetting in de rest van het materiaal ervoor zorgen dat het doorbuigt of buigt. Het is duidelijk dat sommige materialen sneller opwarmen of meer uitzetten dan andere, afhankelijk van hun moleculaire structuur. Als twee van dergelijke ongelijksoortige materialen aan elkaar hechten, zal degene die langzamer verwarmt de uitzetting langs de ene zijde van de andere beperken en dit doorbuigingsverschijnsel veroorzaken.

Dit principe van thermische afbuiging van ongelijksoortige materialen wordt gebruikt om warmtegerelateerde mechanische beweging te leveren in een breed scala aan elektrische en meetapparatuur. Bimetaalstrips zijn over het algemeen gemaakt van twee verschillende metalen, waarbij messing en staal en koper en staal typische combinaties zijn. De twee materialen worden typisch aan elkaar gelast, gesoldeerd of geklonken om een ​​gelijkmatige, veilige verbinding tussen de twee contactvlakken te produceren. Bimetalen strips kunnen worden gevormd als rechte of concentrische elementen van het spiraalveertype. Hun fysieke doorbuiging bij verhitting wordt vervolgens op verschillende manieren benut om verschillende functies te bereiken.

Een van de meest gebruikelijke methoden om de afbuiging van een bimetalen strip te gebruiken, is het gebruik van de strip als een elektrisch contact om circuits te maken of te verbreken. Verwarmingsthermostaten zijn een goed voorbeeld van dit type toepassing en gebruiken de rechte, onverwarmde strip om contact te houden met een schakelpunt en het verwarmingscircuit actief te houden. Wanneer de temperatuur tot een vooraf bepaald punt stijgt, warmt en buigt de strip, waardoor het circuit wordt verbroken en de verwarming wordt uitgeschakeld. Wanneer de strip weer afkoelt, wordt deze recht en wordt het verwarmingscircuit opnieuw geactiveerd. Hierdoor kan een constant temperatuurbereik worden gehandhaafd.

De bimetalen strip van het spoeltype heeft de neiging om af te wikkelen als deze opwarmt en de naald van een thermometer van het wijzerplaattype draait om een ​​temperatuurwaarde aan te geven. Bimetalen strips worden ook gebruikt als thermische overbelastingsapparaten om de stroomtoevoer naar elektrische apparatuur te onderbreken wanneer ze overmatige stroom trekken of fysiek oververhit raken. De bekende expansie-eigenschappen van de verschillende metalen in de bimetalen strip zorgen voor een zeer nauwkeurige afstemming van deze apparaten om bij exacte temperaturen te werken. Dit maakt de strips tot een betrouwbare en betaalbare manier om warmte in te zetten als controle- of meetinput.