Bimetalová deska a její využití v elektrotechnice

Bimetalová deska je deska speciálně vyrobená z dvojice odlišných kovů nebo z bimetalu. Takové desky se tradičně používají v termomechanických senzorech.

Bimetalické nebo mechanicky spojené dva kusy různých kovů s různým stupněm tepelné roztažnosti mají poměrně zajímavou charakteristiku, která je následující.

Pokud je pár identických desek, to znamená vyrobených ze stejného kovu a stejných rozměrů, vystaven ohřevu, prodlouží se ve stejném rozsahu. Ale pokud jsou desky vyrobeny z různých kovů (řekněme, jedna z mědi a druhá ze železa), pak se při společném zahřátí v důsledku různé tepelné roztažnosti desky prodlouží různými způsoby.

Svařované, svařované nebo nýtované dvě desky tvoří jednu bimetalovou desku. Jeden konec takové desky je obvykle upevněn staticky ve stacionárním držáku uvnitř zařízení a druhý se může volně pohybovat podle aktuální teploty desky jako celku.

Takové desky pro různé účely jsou obvykle vyrobeny z mosazi a invaru (invar je slitina niklu a železa).V důsledku zahřívání se deska ohne směrem ke kovu s menší tepelnou roztažností a volný konec desky se bude v důsledku deformace pohybovat. Desky jsou účinné ve velmi širokém teplotním rozsahu.

Využití bimetalových desek v elektrotechnice

V pojistkách a termostatech bimetalové desky kontrolují stav elektrických kontaktů. Deska otevírá nebo uzavírá okruh topné těleso, přeruší napájení kotle atp.

V nejjednodušších provedeních se kontakty spojují a oddělují pomalu, ve více fantazijních - o několik milimetrů v ostrém skoku (charakteristické cvakání je slyšet ze žehličky během žehlení nebo z domácího topení nastaveného na určitou teplotu).

V rychlovarné konvici chrání kontakty bimetalové desky před přehřátím a uvnitř jistič — vedení proti překročení povolené hodnoty proudu.

Tzv tepelná relé nebo jističe, které vyžadují ruční reset poté, co personál závadu odstraní – sem tam bimetalová deska.

PROTI startéry pro zářivky a v řídicích obvodech elektromotorů se používají bimetalové desky pro přepínání provozního režimu zařízení po jeho zapnutí. Po spuštění zařízení se deska spustí a pokračuje v zahřívání.

V tomto případě jsou bimetalové desky vybaveny speciálním ohřívačem a kontaktem, je zde topná spirála z vysokoodporového drátu nebo je deska ohřívána přímo procházejícím proudem. Takto fungují některá ochranná relé a generátory spínacích impulsů. Pokud se motor během provozu přehřeje, relé sepne a odpojí motor od sítě.

PROTI Měřicí nástroje, ve skutečnosti — u bimetalových deskových teploměrů s topným tělesem se tento efekt také využívá. Chcete-li získat voltmetr nebo ampérmetr, deska se zapíná různými způsoby.

Takové zařízení je samozřejmě energeticky žravé, ale nejsou v něm žádné mechanicky odírající části, je odolné vůči vibracím, odolné vůči znečištění a v případě vlhkosti se zotavuje.

Měřicí přístroje tohoto typu na bimetalových deskách se dodnes úspěšně používají v automobilové elektronice.