Bimetalna plošča in njena uporaba v elektrotehniki

Bimetalna plošča je plošča, izdelana posebej iz para različnih kovin ali iz bimetala. Takšne plošče se tradicionalno uporabljajo v termomehanskih senzorjih.

Bimetalna ali mehansko povezana dva kosa različnih kovin z različnimi stopnjami toplotnega raztezanja imata precej zanimivo lastnost, ki je naslednja.

Če segrevamo par enakih plošč, torej izdelanih iz enake kovine in enakih dimenzij, se bodo enako podaljšale. Če pa so plošče izdelane iz različnih kovin (recimo ena iz bakra in druga iz železa), potem se bodo plošče pri skupnem segrevanju zaradi različnega toplotnega raztezanja različno podaljšale.

Zvarjeni, zvarjeni ali zakovičeni dve plošči tvorita eno bimetalno ploščo. En konec takšne plošče je običajno statično pritrjen v mirujočem držalu znotraj naprave, drugi konec pa se prosto premika glede na trenutno temperaturo plošče kot celote.

Takšne plošče za različne namene so običajno izdelane iz medenine in invarja (invar je zlitina niklja in železa).Zaradi segrevanja se bo plošča upognila proti kovini z manjšim toplotnim raztezkom, prosti konec plošče pa se bo zaradi deformacije premaknil. Plošče so učinkovite v zelo širokem temperaturnem območju.

Uporaba bimetalnih plošč v elektrotehniki

V varovalkah in termostatih bimetalne plošče nadzorujejo stanje električnih kontaktov. Plošča odpre ali zapre vezje grelni element, prekine napajanje kotla itd.

V najpreprostejših izvedbah se kontakti združijo in ločijo počasi, v bolj domiselnih - za nekaj milimetrov v ostrem skoku (značilni kliki se slišijo iz likalnika med likanjem ali iz domačega grelnika, nastavljenega na določeno temperaturo).

V električnem kotličku kontakti bimetalne plošče ščitijo pred pregrevanjem in notranjostjo varovalka — ožičenje proti prekoračitvi dovoljene vrednosti toka.

Tako imenovani toplotni releji ali odklopniki, ki zahtevajo ročno ponastavitev, potem ko osebje odpravi napako - tu in tam bimetalna plošča.

V zaganjalniki za fluorescenčne sijalke in v krmilnih tokokrogih elektromotorjev se bimetalne plošče uporabljajo za preklop načina delovanja naprave po vklopu. Ko se naprava zažene, se plošča začne in še naprej segreva.

V tem primeru so bimetalne plošče opremljene s posebnim grelcem in kontaktom, obstaja grelna tuljava iz žice z visokim uporom ali pa se plošča segreva neposredno s tokom, ki teče skozi njo. Tako delujejo nekateri zaščitni releji in preklopni generatorji impulzov. Če se motor med delovanjem pregreje, se bo aktiviral rele in izklopil motor iz omrežja.

V Merilna orodja, pravzaprav - v bimetalnih ploščatih termometrih z grelcem se ta učinek uporablja tudi. Da bi dobili voltmeter ali ampermeter, se plošča vklopi na različne načine.

Takšna naprava je energijsko seveda požrešna, vendar v njej ni mehansko drgnjenih delov, je odporna na tresljaje, odporna na onesnaženje in se obnovi v primeru vlage.

Tovrstne merilne naprave na bimetalnih ploščah se še vedno uspešno uporabljajo v avtomobilski elektroniki.