Особенности устройства биметаллических и магнитоиндукционных приборов.

Биметаллическая пластина представляет собой пластину, специально изготовленную из пары различных металлов или биметалла. Такие пластины традиционно используются в термомеханических датчиках.
Биметалл, или механически связанные два куска разных металлов, с разной степенью теплового расширения имеют довольно интересную особенность, заключающуюся в следующем.
Если взять пару одинаковых пластин, изготовленных из одного и того же металла и имеющих одинаковые размеры, и подвергнуть нагреву, они будут изменять свой размер (становиться длиннее) в одинаковой степени. Но если пластины изготовлены из разных металлов (например, из меди и железа), то, когда они нагреваются вместе, из-за разного теплового расширения пластины будут менять длину по-разному [2].
Если сварить или склеить две пластины из разных металлов, то образуется единая биметаллическая пластина. Один конец такой пластины обычно фиксируется статически в неподвижном держателе внутри устройства, а второй свободно перемещается в соответствии с текущей температурой пластины в целом.
Биметаллические пластины для различных целей обычно изготавливаются из латуни и инвара. В результате нагревания пластина будет изгибаться по направлению к металлу с меньшим тепловым расширением, а свободный конец пластины будет двигаться в результате деформации. Такие пластины являются очень эффективными в очень широком температурном диапазоне.
В защитных устройствах и термостатах биметаллические пластины контролируют состояние электрических контактов. Пластина открывает или закрывает цепь нагревательного элемента, отключает мощность котла и т.д.
В простейших конструкциях контакты уменьшаются и разведены медленно, а наиболее сложных приборах – на несколько миллиметров резким скачком (характерные щелчки можно услышать от железа во время глажения или от домашнего нагревателя, настроенного на определенную температуру).
В электрическом чайнике контакты биметаллической пластины защищают его от перегрева, а в автоматическом выключателе – проводку от превышения допустимого значения тока.
Так называемые тепловые реле или автоматические выключатели, которые требуют повторного ручного подключения после того, как сотрудник устранил проблему, – везде применяются биметаллические пластины.
В пусках люминесцентных ламп и в схемах управления двигателем биметаллические пластины служат для переключения режима работы устройства после его включения. Когда устройство вводится в эксплуатацию, пластина постоянно прогревается.
Биметаллические пластины в этом случае оснащены специальным нагревателем и контактом из проволоки с высоким сопротивлением или непосредственно нагретой плитой от проходящей через нее токопроводящей трубы, также имеется нагревающая обмотка [1].
Так работают некоторые защитные реле и генераторы импульсов переключения. Если двигатель перегревается во время работы, реле будет работать и отключать двигатель от сети.
В измерительных приборах, в термометрах с биметаллической пластиной с нагревателем этот эффект также используется. Чтобы получить вольтметр или амперметр, пластина применяется по-разному.
Такое устройство требует траты большого количества энергии, ему не хватает механически трясущихся деталей, он устойчив к вибрации, к грязи и сам восстанавливается при попадании влаги.
Измерительные приборы такого типа на биметаллических пластинах по-прежнему успешно используются в автомобильной электронике.