Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom buigt een bimetallische strip wanneer verwarmd?

Een bimetallische strip buigt wanneer verwarmd vanwege het verschil in thermische expansie tussen de twee metalen waarvan het is gemaakt. Hier is een uitsplitsing:

* Verschillende thermische expansie: Metalen breiden uit wanneer ze worden verwarmd, maar verschillende metalen breiden zich uit met verschillende snelheden. Messing breidt bijvoorbeeld meer uit dan staal wanneer verwarmd op dezelfde temperatuur.

* de structuur van de strip: Een bimetallische strip is gemaakt van twee reepjes verschillende metalen die aan elkaar zijn verbonden. Wanneer de strook wordt verwarmd, zal het metaal dat meer uitbreidt, proberen langer te worden, maar het andere metaal verzet zich tegen deze verandering.

* The Bend: Deze weerstand creëert een buigmoment in de strip. Omdat het metaal dat meer uitbreidt, probeert langer te worden, duwt het de strook naar de zijkant waar het minder groeiende metaal is.

in eenvoudiger termen: Stel je een bimetallische strip voor gemaakt van messing (uitbreidt meer) en staal (groeit minder uit). Wanneer het wordt verwarmd, probeert de koperen kant meer uit te breiden dan de stalen kant, maar de stalen kant houdt hem tegen. Dit resulteert in de strip die naar de stalen kant buigt.

Hier is een eenvoudige analogie: Stel je voor dat twee mensen een touw vasthouden, de ene met langere armen dan de andere. Als beide mensen tegelijkertijd het touw proberen te trekken, zal de persoon met de langere armen sterker trekken, waardoor het touw naar hen toe gaat. In de bimetallische strook is het metaal met de hogere thermische expansie als de persoon met de langere armen en trekt de strook naar zijn zijkant.

Toepassingen: Bimetallische strips worden gebruikt in verschillende toepassingen die afhankelijk zijn van temperatuurveranderingen, zoals:

* thermostaten: De strip buigt wanneer de temperatuur een bepaald punt bereikt, waardoor een schakelaar wordt geactiveerd om verwarmings- of koelsystemen in te schakelen of uit te schakelen.

* Oventemperatuurregeling: Net als thermostaten helpen ze een specifieke temperatuur in ovens te behouden.

* Brandalarmen: De strip buigt wanneer het wordt blootgesteld aan warmte, waarbij het alarm wordt geactiveerd.

* stroomonderbrekers: Ze fungeren als een veiligheidsmechanisme, waarbij ze een circuit breken als de stroom te hoog wordt en overmatige warmte genereert.

Laat het me weten als je een specifieke applicatie in meer detail wilt verkennen!