బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ అంటే ఏమిటి: నిర్మాణం మరియు దాని రకాలు

విశ్వంలోని ప్రతి లోహ పదార్థానికి విద్యుత్ ఆస్తి, యాంత్రిక ఆస్తి, అయస్కాంత లక్షణాలు, రసాయన లక్షణాలు, ఉష్ణ లక్షణాలు మరియు ఆప్టికల్ లక్షణాలు వంటి దాని స్వంత లక్షణాలు ఉన్నాయి. ఈ వ్యాసం థర్మల్ విస్తరణ ఆస్తిపై ఆధారపడిన బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ గురించి వివరిస్తుంది. ఇది సాధారణంగా ఐరన్ బాక్స్, హీటర్లు, కెటిల్స్ మొదలైన అనువర్తనాల్లో గమనించవచ్చు. బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ మారుస్తుంది ఉష్ణ శక్తి యాంత్రిక స్థానభ్రంశం లోకి.

బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ అంటే ఏమిటి?

నిర్వచనం: ఉష్ణ విస్తరణ సూత్రంపై బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ పనిచేస్తుంది, ఇది ఉష్ణోగ్రతలో మార్పుతో లోహ పరిమాణంలో మార్పుగా నిర్వచించబడింది. లోహాల యొక్క రెండు ప్రాథమిక ఫండమెంటల్స్‌పై బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ పనిచేస్తుంది.

• మొదటి ప్రాథమికం ఉష్ణ విస్తరణ, ఇది లోహాలు విస్తరిస్తాయి లేదా ఉష్ణోగ్రతలో వ్యత్యాసం ఆధారంగా సంకోచించాయని పేర్కొంది
• రెండవ ప్రాథమికం ఉష్ణోగ్రత గుణకం, ఇక్కడ ప్రతి లోహం (దాని స్వంత ఉష్ణోగ్రత గుణకం కలిగి ఉంటుంది) స్థిరమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద విస్తరిస్తుంది లేదా భిన్నంగా కుదించబడుతుంది.

బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ యొక్క లక్షణాలు

బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ యొక్క కొన్ని ముఖ్యమైన లక్షణాలు

• విస్తరణ గుణకం: ఆకారం, ప్రాంతం మరియు వాల్యూమ్ వంటి ఉష్ణోగ్రతలలో మార్పుకు ప్రతిస్పందనగా లోహం యొక్క భౌతిక ఆస్తిలో మార్పుగా ఇది నిర్వచించబడింది.
• స్థితిస్థాపకత గుణకాలు: ఇది ఒక సాగే వైకల్య ప్రాంతంలో ఒత్తిడికి ఒత్తిడి నిష్పత్తిగా నిర్వచించబడింది.
• శీతలీకరణపై సాగే పరిమితి: ఇది శీతలీకరణపై లోహం దాని సాధారణ స్థితికి తిరిగి వచ్చే ప్రామాణిక పరిమితి. ఈ ఆస్తి లోహం నుండి లోహానికి మారుతుంది.
• విద్యుత్ వాహకత: ఇది పదార్థం గుండా వెళుతున్న ప్రస్తుత మొత్తంగా నిర్వచించబడింది.
• డక్టిలిటీ
• మెటలర్జికల్ సామర్థ్యం.

బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ నిర్మాణం

లోహాల యొక్క రెండు వేర్వేరు సన్నని కుట్లు సాధారణంగా ఉక్కు (12 * 10) బంధించడం ద్వారా బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ ఏర్పడుతుంది^-6TO^-1) & ఇత్తడి (18.7 * 10^-6TO^-1), లేదా రాగి (16.6 * 10^-6TO^-1), ఇక్కడ ఈ లోహాల యొక్క ఒక చివర వాటిని వెల్డింగ్ చేయడం ద్వారా పరిష్కరించబడుతుంది మరియు మరొక చివర ఉచితం. ఈ పదార్థాలకు ఉష్ణోగ్రతను వర్తించేటప్పుడు, వారు విస్తరించడం ద్వారా లేదా వైకల్యం చేయడం ద్వారా వారి భౌతిక స్థితిని మార్చడం ప్రారంభిస్తారు.

నిర్మాణం

ఈ క్రింది రెండు సందర్భాల్లో దీనిని వివరించవచ్చు,

కేసు (i): ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు, ఉష్ణోగ్రత గుణకం యొక్క తక్కువ విలువతో స్ట్రిప్ లోహం వైపు విస్తరించడానికి ఇది అనుమతిస్తుంది, దీనిని క్రింద ఉన్న చిత్రంలో గమనించవచ్చు.

స్ట్రిప్ ఒక చివర పరిష్కరించబడింది

ఇళ్ళు (ii): ఉష్ణోగ్రత తగ్గినప్పుడు, దిగువ చూపిన విధంగా, ఉష్ణోగ్రత గుణకం యొక్క అధిక విలువతో లోహం వైపు విస్తరించడానికి ఇది అనుమతిస్తుంది.

బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ యొక్క విక్షేపం

దీని నుండి, మేము దానిని అర్థం చేసుకోవచ్చు

విక్షేపం యొక్క పరిధి = ఉపయోగించిన లోహం

లోహం యొక్క విక్షేపం = (స్ట్రిప్ పొడవు + ఉష్ణోగ్రత వైవిధ్యం) / స్ట్రిప్ మందం

గణిత ప్రాతినిధ్యం

A మరియు B వంటి రెండు లోహాలను రెండు వేర్వేరు ఉష్ణోగ్రతలలో ‘T1’ మరియు ‘T2’ పరిగణించండి. బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ యొక్క వక్రత యొక్క వ్యాసార్థం కింది సమీకరణం నుండి గణితశాస్త్రంలో నిర్ణయించబడుతుంది.

R = t {3 (1 + m)^{రెండు}+ (1 + m * n) [మ^{రెండు}+ 1 / m * n]} / 6 (α ‘_TO- α ‘_బి) (టి_{రెండు}-టి₁) (1 + మీ)^{రెండు}…… 1

ఎక్కడ,

R = ఉష్ణోగ్రత వద్ద వక్రత వ్యాసార్థం ‘T2’

t = (t1 + t2) = బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ యొక్క మందం మొత్తం

n = ఇ_TO/ IS_బి = రెండు లోహం యొక్క స్థితిస్థాపకత యొక్క నిష్పత్తి

m = t1 / t2 = (తక్కువ మందం - లోహం యొక్క విస్తరణ) / (అధిక మందం - లోహం యొక్క విస్తరణ)

a '_TO, a ’_బి = విస్తరణ లోహం A మరియు B యొక్క ఉష్ణ గుణకం

టి₁ = ప్రారంభ ఉష్ణోగ్రత

టి_{రెండు} = తుది ఉష్ణోగ్రత.

తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత గుణకంతో లోహం వైపు వంగే లోహ స్ట్రిప్ యొక్క సమీకరణం ఇలా ఇవ్వబడుతుంది

r = 2 t / [6 * (α_TO- α_బి) (టి_{రెండు}-టి₁)] …………… (రెండు)

ఆచరణాత్మక ప్రపంచంలో, స్థితిస్థాపకత యొక్క లోహాల మాడ్యులి యొక్క నిష్పత్తి మరియు వాటి మందం సమానంగా నిర్వహించబడాలి, తద్వారా అనువర్తిత ఉష్ణోగ్రత మారినప్పుడు లోహం తిరిగి దాని సాధారణ స్థితికి చేరుకుంటుంది. లోహం యొక్క మందం t / 2 అయితే

[r + (t / 2)] / r = విస్తరించిన స్ట్రిప్ యొక్క విస్తరించిన పొడవు A / విస్తరించిన స్ట్రిప్ B యొక్క విస్తరించిన పొడవు

= L [1 + α_TO(టి_{రెండు}-టి₁)] / L [1 + α_బి(టి_{రెండు}-టి₁)]

= t / 2 [[1 + α_బి(టి_{రెండు}-టి₁)] / [(ఎ_TO- α_బి) (టి_{రెండు}-టి₁)]]

r = t / [2 α_TO(టి_{రెండు}-టి₁)] ………… .. (3)

పై సమీకరణం నుండి, లోహ స్ట్రిప్ యొక్క ఒక చివర స్థిరంగా ఉంటే, స్ట్రిప్ యొక్క మరొక చివర విస్తరిస్తుంది లేదా వివిధ ఉష్ణోగ్రతలపై కుదించబడుతుంది. ఈ రకమైన సూత్రం సాధారణంగా తక్కువ సున్నితత్వ థర్మామీటర్లలో గమనించబడుతుంది.

బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్స్ రకాలు

బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్స్ రెండు రకాలుగా లభిస్తాయి, అవి

స్పైరల్ స్ట్రిప్ రకం

ఇది మురి లాంటి నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు దానికి ఒక పాయింటర్ జతచేయబడుతుంది, ఇది ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి ఉపయోగిస్తారు. ఈ వసంత నిర్మాణం వేడిచేసినప్పుడు, లోహాలు ఉష్ణ విస్తరణ ఆస్తిని ప్రదర్శిస్తాయి మరియు ఉష్ణోగ్రత తగ్గినప్పుడు అది వైకల్యమవుతుంది. ఈ దశలో, పాయింటర్ స్కేల్‌పై ఉష్ణోగ్రతను నమోదు చేస్తుంది. ఈ రకమైన థర్మామీటర్లను సాధారణంగా పరిసర ఉష్ణోగ్రత రికార్డింగ్‌లో ఉపయోగిస్తారు.

స్పైరల్ స్ట్రిప్ రకం

హెలికల్ రకం

ఇది హెమికల్ లాంటి నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, దీని ఆపరేషన్ బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ మాదిరిగానే ఉంటుంది. స్ట్రిప్ యొక్క ఉచిత ముగింపు పాయింటర్‌కు అనుసంధానించబడిన చోట. స్ట్రిప్ వేడిచేసినప్పుడల్లా, ఇది ఉష్ణ విస్తరణ ఆస్తిని అనుభవిస్తుంది మరియు శీతలీకరణపై ఒప్పందాలు కుదుర్చుకుంటుంది. ఈ దశలో, పాయింటర్ ఉష్ణోగ్రత పఠనాన్ని నమోదు చేస్తుంది. సాధారణంగా, పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో ఈ రకమైన థర్మామీటర్లను ఉపయోగిస్తారు.

హెలికల్ రకం

ప్రయోజనాలు

కిందివి బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ యొక్క ప్రయోజనాలు

• బాహ్య విద్యుత్ వనరు అవసరం లేదు
• వాడుకలో సరళమైనది మరియు దృ .మైనది
• తక్కువ ఖర్చు
• ± 2 నుండి 5% మధ్య ఖచ్చితత్వాన్ని ఇస్తుంది

ప్రతికూలతలు

కిందివి బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ యొక్క ప్రతికూలతలు

• వారు 4000 సి వరకు కొలవగలరు
• రెగ్యులర్ వాడకంలో లోహం యొక్క నాణ్యతలో మార్పు ఉంటుంది, ఇది కొలిచేటప్పుడు లోపానికి దారితీయవచ్చు.
• తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద, సున్నితత్వం మరియు ఖచ్చితత్వం గుర్తుకు రావు.

బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ యొక్క అనువర్తనాలు

కిందివి బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ యొక్క అనువర్తనాలు

• గడియారాలు
• థర్మిస్టర్
• ఐరన్ బాక్స్
• హీట్ ఇంజిన్
• హీటర్లు

తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు

1). ఏ పరికరాలు బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్‌ను ఉపయోగిస్తాయి?

ఫైర్ అలారం, అభిమానులు మొదలైన పరికరాల్లో బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ ఉపయోగించబడుతుంది.

2). బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ వేడి చేసినప్పుడు ఏమి జరుగుతుంది?

• బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ వేడిచేసినప్పుడు, లోహాలు వాటి ఉష్ణ గుణకం లక్షణాల ఆధారంగా విస్తరిస్తాయి లేదా వైకల్యం చెందుతాయి.
• కేసు 1: ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో ఉష్ణోగ్రత గుణకం యొక్క తక్కువ విలువతో స్ట్రిప్ లోహం వైపు విస్తరిస్తుంది, దీనిని ఈ క్రింది చిత్రంలో గమనించవచ్చు మరియు
• కేసు 2: ఉష్ణోగ్రత తగ్గినప్పుడు, క్రింద చూపిన విధంగా, ఉష్ణోగ్రత గుణకం యొక్క అధిక విలువతో స్ట్రిప్ లోహం వైపు విస్తరిస్తుంది.

3). అభిమానులలో బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ ఉపయోగించబడుతుందా?

అవును, ఉష్ణోగ్రతను యాంత్రిక స్థానభ్రంశంగా మార్చడానికి అవి అభిమానులలో ఉపయోగించబడతాయి.

4). బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్స్ ఎందుకు వంగి ఉంటాయి?

లోహ ఉష్ణ విస్తరణ ఆస్తి కారణంగా బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్స్ వంగి ఉంటాయి.

5). ఇత్తడి మరియు వెండితో చేసిన బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ థర్మోస్టాట్లో ఉపయోగించవచ్చా?

లేదు, ఇత్తడి మరియు వెండితో చేసిన బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ థర్మోస్టాట్లో ఉపయోగించబడదు. వాటి ఉష్ణ విస్తరణ ఆస్తిలో చాలా తక్కువ వ్యత్యాసం ఉన్నందున.

అందువలన, ఇది అన్ని గురించి బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ యొక్క అవలోకనం ఇది రెండు ప్రధాన ప్రాథమిక ఉష్ణ విస్తరణ మరియు ఉష్ణోగ్రత గుణకంపై పనిచేస్తుంది. ఇది సాధారణంగా a థర్మామీటర్ పరికరం అది ఉష్ణోగ్రతను కొలుస్తుంది. ఇది రెండు వేర్వేరు లోహ కుట్లు కలిగి ఉంటుంది, ఇక్కడ రెండూ కలిసి వెల్డింగ్ చేయబడతాయి మరియు దాని చివరలలో ఒకటి స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు మరొక చివర ఉచితం. థీసిస్ లోహాలు వివిధ ఉష్ణోగ్రతలలో విస్తరిస్తాయి లేదా వైకల్యం చెందుతాయి. అవి రెండు రూపాల్లో హెలికల్ మరియు స్పైరల్ రూపంలో లభిస్తాయి. పారిశ్రామిక ప్రాంతాలలో హెలికల్ బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ థర్మామీటర్ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు స్పైరల్ బైమెటాలిక్ థర్మామీటర్ తక్కువ సున్నితమైన ప్రాంతాల్లో ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రధాన ప్రయోజనం ఏమిటంటే ఇది ± 2 నుండి 5% మధ్య ఖచ్చితత్వాన్ని అందిస్తుంది. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, బైమెటాలిక్ స్ట్రిప్ యొక్క పని ఏమిటి?