Bimetall lemez és felhasználása az elektrotechnikában

A bimetál lemez egy olyan lemez, amely speciálisan egy pár különböző fémből vagy egy bimetálból készül. Az ilyen lemezeket hagyományosan termomechanikus érzékelőkben használják.

Két fémből vagy mechanikusan összekapcsolt két különböző hőtágulási fokú fémdarabnak van egy meglehetősen érdekes tulajdonsága, amely a következő.

Ha egy pár egyforma, azaz azonos fémből készült és azonos méretű lemezt melegítünk, akkor azok ugyanolyan mértékben megnyúlnak. De ha a lemezek különböző fémekből (mondjuk az egyik rézből, a másik vasból) készülnek, akkor egymáshoz hevítve az eltérő hőtágulás miatt a lemezek más-más módon megnyúlnak.

Hegesztett, hegesztett vagy szegecselt két lemez egy bimetál lemezt alkot. Az ilyen lemez egyik vége általában statikusan van rögzítve a készülék belsejében lévő álló tartóban, a másik pedig szabadon mozoghat a lemez egészének aktuális hőmérséklete szerint.

Az ilyen különféle célokra szolgáló lemezek általában sárgarézből és invarból készülnek (az invar nikkel és vas ötvözete).A hevítés hatására a lemez kisebb hőtágulás mellett a fém felé hajlik, deformáció hatására a lemez szabad vége elmozdul. A lemezek nagyon széles hőmérsékleti tartományban hatékonyak.

A bimetál lemezek alkalmazása az elektrotechnikában

A biztosítékokban és a termosztátokban bimetál lemezek szabályozzák az elektromos érintkezők állapotát. A lemez nyitja vagy zárja az áramkört fűtőelem, megszakítja a kazán áramellátását stb.

A legegyszerűbb kiviteleknél az érintkezők lassan, a fantáziadúsabbaknál - néhány milliméterrel éles ugrással kerülnek össze- és szétválasztásra (vasalás közben jellegzetes csattanások hallhatók a vasalóból vagy egy bizonyos hőmérsékletre beállított otthoni melegítőből).

Egy elektromos vízforralóban a bimetál lemez érintkezői védik a túlmelegedéstől és belülről biztosíték — huzalozás a megengedett áramérték túllépése ellen.

Úgynevezett hőrelék vagy olyan megszakítók, amelyek kézi alaphelyzetbe állítást igényelnek, miután a személyzet elhárította a hibát – itt-ott bimetál lemez.

V indítók fénycsövekhez a villanymotorok vezérlőáramköreiben pedig bimetál lemezek segítségével kapcsolják át a készülék működési módját annak bekapcsolása után. A készülék indításakor a lemez elindul és tovább melegszik.

Ebben az esetben a bimetál lemezek speciális fűtőtesttel és érintkezővel vannak felszerelve, van egy nagy ellenállású huzalból készült fűtőtekercs, vagy a lemezt közvetlenül a rajta áthaladó áram melegíti fel. Így működik egyes védőrelék és kapcsoló impulzusgenerátorok. Ha a motor működés közben túlmelegszik, a relé működésbe lép, és leválasztja a motort a hálózatról.

V Mérőeszközök, sőt – a fűtőberendezéssel ellátott bimetál lemezes hőmérőkben is ezt a hatást használják. Voltmérő vagy ampermérő beszerzéséhez a lemezt különböző módon kapcsolják be.

Egy ilyen eszköz energetikailag természetesen mohó, de nincsenek benne mechanikusan dörzsölő alkatrészek, rezgésálló, szennyeződésnek ellenálló és nedvesség esetén helyreáll.

Az ilyen típusú, bimetál lemezeken lévő mérőeszközöket a mai napig sikeresen alkalmazzák az autóelektronikában.