بیمتال
هر دو کلمه "بیمتال" و "بیمتال" درست هستند و هر دو به یک چیز اشاره میکنند. کلمه "بیمتال" از دو کلمه "دو" و "فلز" تشکیل شده است و به معنای "دو فلز" است. این کلمه به دلیل اینکه از دو فلز با ضریب انبساط حرارتی متفاوت تشکیل شده است، به این نام خوانده میشود. کلمه "بیمتال" نیز به همین معناست و از دو حرف "ب" و "ی" و "متال" تشکیل شده است. این کلمه نیز به دلیل اینکه از دو فلز با ضریب انبساط حرارتی متفاوت تشکیل شده است، به این نام خوانده میشود.
بیمتال یا بیمتال: کلید حرارتی چیست؟
در بسیاری از صنایع، لازم است که دمای تجهیزات بهطور دقیق کنترل شود. برای این کار، از انواع مختلفی از کنترلکنندههای دما استفاده میشود. یکی از انواع کنترلکنندههای دما، بیمتال است. بیمتال قطعهای الکتریکی است که برای حفاظت از موتورهای الکتریکی در برابر اضافه بار استفاده میشود. اساس کار بیمتال بر پایه اختلاف ضریب انبساط طولی دو فلز است. دو فلزی که در ساخت بیمتال استفاده میشوند، ضریب انبساط طولی متفاوتی دارند. به این ترتیب، وقتی جریانی بیش از حد مجاز از بیمتال عبور میکند، دو فلز گرم میشوند و طول آنها افزایش مییابد. با افزایش طول دو فلز، آنها به سمت فلزی که ضریب انبساط طولی کمتری دارد، خم میشوند. این خم شدن باعث میشود که کنتاکتهای بیمتال باز شوند و مدار را قطع کنند. بیمتالها معمولاً در تابلوهای برق صنعتی استفاده میشوند. آنها در کنار موتورهای الکتریکی نصب میشوند و در صورت بروز اضافه بار، مدار موتور را قطع میکنند. این کار از آسیب دیدن موتور و سایر تجهیزات الکتریکی جلوگیری میکند.اجزای بیمتال؛ نماد هماهنگی در یک سیستم
به هر حال برای عملکرد درست یک سیستم، باید اجزای آن ساختاری دقیق را در کنار هم تشکیل بدهند و به صورت هماهنگ در کنار هم وظایفی را انجام دهند. اجزای بیمتال از چهار قسمت اصلی تشکیل شده است. برای درک درست از نحوه کار بیمتال در ادامه اجزای آن را تکتک معرفی و بررسی خواهیم کرد.- دو فلز با ضریب انبساط حرارتی متفاوت
- یک هسته
- یک کنتاکت باز
- یک کنتاکت بسته
دو فلز با ضریب انبساط حرارتی متفاوت
دو فلز موجود در بیمتال یا همان تیغه دو فلزی، مهمترین جز بیمتال است. این تیغه از دو فلز با ضریب انبساط طولی متفاوت ساخته شده است. ضریب انبساط طولی، مقدار تغییر طول یک ماده در برابر تغییر دما است. این ضریب برای هر مادهای متفاوت است. به طور کلی، فلزات دارای ضریب انبساط طولی بیشتری نسبت به غیر فلزات هستند. فلزی که ضریب انبساط حرارتی بیشتری دارد، در اثر افزایش دما، بیشتر از فلزی که ضریب انبساط حرارتی کمتری دارد، طول میکشد. فلزهای با ضریب انبساط طولی بیشتر در بیمتال، معمولاً آهن یا فولاد است. فلز با ضریب انبساط طولی کمتر، معمولاً نیکل یا مس است. برای مثال در بیمتال، معمولاً از فلزاتی مانند آهن و نیکل استفاده میشود. آهن ضریب انبساط حرارتی بیشتری از نیکل دارد. به این ترتیب، وقتی جریانی از بیمتال عبور میکند، دو فلز تیغه دوفلزی گرم میشوند. با افزایش دما، آهن بیشتر از نیکل طول میکشد. این خم شدن باعث میشود که کنتاکتهای بیمتال باز شوند و مدار را قطع کنند.هسته بیمتال
هسته بیمتال از جنس پلاستیک یا فلز ساخته شده است و تیغه دو فلزی را در بر میگیرد. هسته باعث میشود که تیغه دو فلزی در جای خود محکم قرار گیرد. وظیفه هسته بیمتال از تیغههای فلزی در برابر آسیبهای مختلف محافظت میکند و در اثر نیروهای خارجی، تغییر شکل ندهد.کنتاکت باز
کُنتاکتها، قسمتهایی از بیمتال هستند که در مدار برق قرار میگیرند. کنتاکتها در صورت خم شدن تیغه دو فلزی، باز میشوند و مدار را قطع میکنند. کُنتاکت باز، کنتاکتی است که در حالت عادی باز است. این کنتاکت در صورت خم شدن تیغه دو فلزی، بسته میشود. کُنتاکت باز معمولاً برای اتصال به مدار هشدار دهنده استفاده میشود. در صورت بروز اضافه بار، کنتاکت باز و بسته میشود و مدار هشداردهنده را فعال میکند. این امر به کاربر اطلاع میدهد که اضافه بار رخ داده است و باید اقدامات لازم برای رفع آن انجام شود.کنتاکت بسته
کُنتاکت بسته، کنتاکتی است که در حالت عادی بسته است. این کنتاکت در صورت خم شدن تیغه دو فلزی، باز میشود. کُنتاکت بسته معمولاً برای اتصال به مدار تغذیه استفاده میشود. در صورت بروز اضافه بار، کنتاکت بسته باز میشود و مدار تغذیه را قطع میکند. این امر باعث میشود که موتور خاموش شود و از آسیب دیدن آن جلوگیری شود. در واقع تفاوت اصلی بین کنتاکت باز و بسته، حالت عادی آنها است. کنتاکت باز در حالت عادی باز است و کنتاکت بسته در حالت عادی بسته است.اهمیت کنتاکت باز و بسته در بیمتال
کُنتاکت باز و بسته نقش مهمی در عملکرد بیمتال ایفا میکنند. این دو کنتاکت، باعث میشوند که بیمتال بتواند به درستی عمل کند و از موتورهای الکتریکی در برابر اضافه بار محافظت کند. در صورت خرابی یا آسیب دیدن کنتاکت باز یا بسته، بیمتال نمیتواند به درستی عمل کند و ممکن است از نتواند به درستی از مدار و موتور در برابر خطرات مختلف محافظت کند. به همین دلیل، لازم است که کنتاکت باز و بسته بیمتال به طور منظم مورد بررسی قرار گیرند تا از سلامت آنها اطمینان حاصل شود.انواع بیمتال
بیمتالها به دو دسته کلی تقسیم میشوند: بیمتالهای ثابت که دارای جریان قطعی ثابتی هستند و نمیتوان آنها را تنظیم کرد. نوع دیگر بیمتال، بیمتالهای قابل تنظیم است که دارای جریان قطعی قابل تنظیمی هستند و میتوان آنها را برای حفاظت از تجهیزات در برابر جریانهای مختلف تنظیم کرد. بیمتالهای ثابت رایجترین نوع بیمتال هستند. بیمتالهای ثابت معمولاً برای حفاظت از تجهیزات در برابر اضافه بار کوتاهمدت و جریانهای گذرای زیاد استفاده میشوند. از طرفی بیمتالهای قابل تنظیم معمولاً برای حفاظت از تجهیزات در برابر اضافه بار طولانیمدت استفاده میشوند.سایر انواع بیمتال
علاوه بر بیمتالهای ثابت و قابل تنظیم، انواع دیگری از بیمتال نیز وجود دارند که کاربردهای خاص خود را دارند. از جمله این انواع میتوان به موارد زیر اشاره کرد:- بیمتالهای حرارتی: این نوع بیمتالها برای حفاظت از تجهیزات در برابر گرمای بیش از حد استفاده میشوند.
- بیمتالهای میکروسوئیچ: این نوع بیمتالها برای کنترل و فرماندهی استفاده میشوند.
- بیمتالهای نوری: این نوع بیمتالها برای کنترل و فرماندهی با استفاده از نور استفاده میشوند.
نحوه عملکرد بیمتال؛ محافظت صددرصدی
وقتی دمای بیمتال به مقدار تنظیمشدهای میرسد، دو فلز آن به نسبت ضریب انبساط حرارتی خود منبسط میشوند. این انبساط باعث میشود که بیمتال خم شود و کنتاکتهای آن را قطع کند. قطع شدن کنتاکتها باعث قطع جریان الکتریکی میشود و از افزایش دمای بیشتر جلوگیری میکند. در حالت عادی، جریانی که از بیمتال عبور میکند، کمتر از جریان قطعی بیمتال است. در این حالت، دو فلز تیغه دو فلزی به یکدیگر متصل هستند و کنتاکتها بسته هستند. وقتی جریانی بیش از حد مجاز از بیمتال عبور میکند، دو فلز تیغه دوفلزی گرم میشوند. با افزایش دما، طول دو فلز افزایش مییابد. با افزایش طول دو فلز، آنها به سمت فلزی که ضریب انبساط طولی کمتری دارد، خم میشوند. خم شدن تیغه دو فلزی باعث میشود که کنتاکتهای بیمتال باز شوند. باز شدن کنتاکتها باعث قطع مدار میشود. زمان قطع بیمتال، مدتزمانی است که طول میکشد تا تیغه دو فلزی خم شود و کنتاکتها باز شوند. زمان قطع بیمتال معمولاً بین 0.1 تا 1 ثانیه است.عملکرد بیمتال تحت تاثیر عوامل زیر قرار میگیرد
جریان قطعی بیمتال، جریانی است که باعث میشود بیمتال عمل کند و مدار را قطع کند. ضریب انبساط طولی فلزات، مقدار تغییر طول یک ماده در برابر تغییر دما است. هر چه ضریب انبساط طولی دو فلز متفاوتتر باشد، بیمتال سریعتر عمل میکند. ضخامت فلزات، بر زمان قطع بیمتال تاثیر میگذارد. هرچه ضخامت فلزات بیشتر باشد، زمان قطع بیمتال بیشتر میشود. بیمتال قطعهای ضروری برای حفاظت از موتورهای الکتریکی در برابر اضافه بار است. با انتخاب صحیح بیمتال و تنظیمات مناسب، میتوان از موتورهای الکتریکی در برابر آسیب دیدن محافظت کرد.تفاوت بیمتال و کلید حرارتی
بیمتال و کلید حرارتی، هر دو قطعات الکتریکی هستند که برای حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر اضافه بار استفاده میشوند. با این حال، این دو قطعه تفاوتهایی نیز با یکدیگر دارند. از جمله تفاوتهای بیمتال و کلید حرارتی میتوان به نحوه عملکرد، قابلیت تنظیم، زمان قطعی اشاره کرد. در ادامه بررسی دقیقتری از تفاوت بیمتال و کلید حرارتی خواهیم داشت.تفاوت بیمتال و کلید حرارتی از نظر نحوه عملکرد
بیمتال از دو فلز با ضریب انبساط طولی متفاوت ساخته شده است. وقتی جریانی بیش از حد مجاز از بیمتال عبور میکند، دو فلز گرم میشوند و طول آنها افزایش مییابد. با افزایش طول دو فلز، آنها به سمت فلزی که ضریب انبساط طولی کمتری دارد، خم میشوند. این خم شدن باعث میشود که کنتاکتهای بیمتال باز شوند و مدار را قطع کنند. اما کلید حرارتی از یک سیم پیچ الکتریکی و یک هسته مغناطیسی ساخته شده است. وقتی جریانی بیش از حد مجاز از کلید حرارتی عبور میکند، سیم پیچ الکتریکی گرم میشود و هسته مغناطیسی را جذب میکند. جذب هسته مغناطیسی باعث میشود که کنتاکتهای کلید حرارتی باز شوند و مدار را قطع کنند.تفاوت بیمتال و کلید حرارتی از نظر قابلیت تنظیم
بیمتال را میتوان با پیچ تنظیم جریان قطعی، برای حفاظت از تجهیزات در برابر جریانهای مختلف تنظیم کرد. این امر باعث انعطافپذیری بیمتال میشود. به عنوان مثال، بیمتال میتواند برای حفاظت از موتورها در برابر جریانهای مختلف، تنظیم شود. کلید حرارتی معمولاً دارای جریان قطعی ثابتی است. این امر باعث میشود که کلید حرارتی برای حفاظت از تجهیزات در برابر جریانهای مشخص، مناسب باشد.تفاوت بیمتال و کلید حرارتی از نظر زمان قطع
زمان قطع بیمتال معمولاً بین 0.1 تا 1 ثانیه است. این امر باعث میشود که بیمتال بتواند از تجهیزات در برابر اضافه بار طولانیمدت نیز محافظت کند. اما زمان قطع کلید حرارتی معمولاً کمتر از 0.1 ثانیه است. این امر باعث میشود که کلید حرارتی بتواند از تجهیزات در برابر اضافه بار کوتاهمدت و جریانهای گذرای زیاد، به سرعت محافظت کند.تفاوت بیمتال و کلید حرارتی از لحاظ قیمت
بیمتال معمولاً ارزانتر از کلید حرارتی است. این امر به دلیل سادگی طراحی و ساخت بیمتال است. اما کلید حرارتی به دلیل ساختار پیچیدهتر آن قیمت گرانتری نیز دارد. در حقیقت بیمتال و کلید حرارتی، هر دو قطعات الکتریکی مفیدی هستند که میتوانند از تجهیزات الکتریکی در برابر اضافه بار محافظت کنند. با این حال، این دو قطعه تفاوتهایی نیز با یکدیگر دارند و انتخاب نوع مناسب بیمتال یا کلید حرارتی، به نیازهای خاص کاربرد مورد نظر بستگی دارد.کاربرد بیمتال: مثالهایی از کاربرد بیمتال
بیمتال نقش مهمی در محافظت از تجهیزات و مدارها بر عهده دارد. در واقع سیستمهای برقی در معرض خطرات گوناگونی قرار دارند و وظیفه بیمتال قطع به موقع سیستم در زمان خطر است. بیمتال در کاربردهای مختلفی جهت محافظت برای مسائل مختلفی استفاده میشود. در ادامه کاربردهای اصلی بیمتال را معرفی و بررسی خواهیم کرد.حفاظت از موتورهای الکتریکی در برابر اضافه بار
اضافه بار، یکی از شایعترین دلایل خرابی موتورهای الکتریکی است. اضافه بار زمانی رخ میدهد که جریان الکتریکی بیش از حد مجاز از موتور عبور کند. این امر باعث گرم شدن بیش از حد موتور و آسیب دیدن آن میشود. بیمتال، از موتورهای الکتریکی در برابر اضافه بار محافظت میکند.در نظر داشته باشید که جریان الکتریکی اضافی باعث تولید گرما میکند. این افزایش دما، میتواند باعث افزایش دمای مدار شود و کل سیستم را تحت تاثیر قرار دهد.حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر جریان گذرای زیاد
جریان گذرای زیاد، جریانی است که به طور ناگهانی در مدار جاری میشود. این جریان ممکن است ناشی از اتصال کوتاه، راهاندازی موتور، یا سایر عوامل باشد. جریان گذرای زیاد، میتواند باعث آسیب دیدن تجهیزات الکتریکی شود. بیمتال، از تجهیزات الکتریکی در برابر جریان گذرای زیاد محافظت میکند.حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر اتصال کوتاه
اتصال کوتاه، زمانی رخ میدهد که دو نقطه از مدار که باید از هم جدا باشند، به یکدیگر متصل شوند. اتصال کوتاه، باعث ایجاد جریان زیادی در مدار میشود که میتواند باعث آسیب دیدن تجهیزات الکتریکی شود. بیمتال، از تجهیزات الکتریکی در برابر اتصال کوتاه محافظت میکند.کنترل دما با بیمتال
بیمتال میتواند برای کنترل دمای یک محیط یا یک دستگاه استفاده شود. به عنوان مثال، بیمتال میتواند برای روشن یا خاموش کردن یک دستگاه در دمای خاصی استفاده شود. برخی از کاربردهای بیمتال در کنترل دما عبارتاند از:- کنترل دمای فرآیندهای صنعتی
- کنترل دمای اجاقها و بخاریها
- کنترل دمای آبگرمکنها و آبگرمکنها
- کنترل دمای کورهها و خشککنها
حفاظت از افراد در برابر خطرات الکتریکی
بیمتال میتواند برای حفاظت از افراد در برابر خطرات الکتریکی استفاده شود. به عنوان مثال، بیمتال میتواند برای قطع مدار در صورت بروز مشکلاتی مثل اتصال کوتاه استفاده شود. در واقع با توجه به اهمیت کم کردن هزینههای تعمیر و نگهداری توصیه میشود که در تابلوها و سیستمهای برقی حتماً از بیمتال استفاده شود تا بتوان به خوبی از سیستم و تجهیزات محافظت کرد.عملکرد بیمتال در حفاظت از تجهیزات
بیمتال، یک ابزار کاربردی برای حفاظت از تجهیزات در برابر اضافه بار حرارتی است. بیمتال بهعنوان یک قطعکننده جریان الکتریکی با عملکرد حرارتی عمل میکند. وقتی دمای بیمتال به مقدار تنظیمشدهای میرسد، دو فلز آن به نسبت ضریب انبساط حرارتی خود منبسط میشوند. این انبساط باعث میشود که بیمتال خم شود و کنتاکتهای آن را قطع کند. قطع شدن کنتاکتها باعث قطع جریان الکتریکی میشود و از افزایش دمای بیشتر جلوگیری میکند.مثالهایی از کاربرد بیمتال در حفاظت از تجهیزات
بیمتال در کاربردهای مختلفی برای حفاظت از تجهیزات استفاده میشود و از آسیب جدی یا حتی از کار افتادگی تجهیزات جلوگیری میکند. در ادامه، به برخی از مثالهای کاربرد بیمتال اشاره میکنیم:- در تابلوهای برق صنعتی، بیمتال برای حفاظت از موتورها، تجهیزات الکتریکی، و افراد در برابر خطرات الکتریکی استفاده میشود.
- در وسایل خانگی مانند اتو، ماشین لباسشویی، و ماشین ظرفشویی، بیمتال برای حفاظت از موتورها در برابر اضافه بار استفاده میشود.
- در چراغهای LED، بیمتال برای کنترل دمای LED و جلوگیری از آسیب دیدن آنها استفاده میشود.
- در برخی از تجهیزات پزشکی، بیمتال برای حفاظت از افراد در برابر خطرات الکتریکی استفاده میشود.
مکانهای استفاده از بیمتال
خب بعد از بررسی کامل کاربرد بیمتال بهتر است بدانیم که میتوانیم از بیمتال این محصول حفاظتی قدرتمند در چه مکانهایی استفاده میشود. در زیر لیستی از مکانهایی که بیمتال به شدت در آنها کاربرد دارد و استفاده میشود را مشاهده میکنید.- تابلوهای برق صنعتی
- لوازمخانگی
- وسایل آزمایشگاهی
- ماشینآلات صنعتی
- ساختمانسازی
- لوازم پزشکی
- سیستمهای حمل و نقل
- تجهیزات مخابراتی
- سیستمهای امنیتی
- روشنایی محیط
- سیستمهای گرمایشی و سرمایشی
- تجهیزات چاپ و نشر
- سیستمهای اتوماسیون صنعتی
- ماشینآلات کشاورزی
بیمتال در تابلوهای برق صنعتی
تابلوهای برق صنعتی یکی از جاهایی است که بیمتال بیشترین کاربرد را دارد. بیمتال در تابلوهای برق صنعتی برای حفاظت از موتورها، تجهیزات الکتریکی، و افراد در برابر خطرات الکتریکی استفاده میشود. بیمتال در تابلوهای برق صنعتی معمولاً در مدار تغذیه موتورها قرار میگیرد. در صورت بروز اضافه بار، بیمتال عمل میکند و مدار را قطع میکند. این امر از آسیب دیدن موتور و سایر تجهیزات الکتریکی جلوگیری میکند.بیمتال در تجهیزات آزمایشگاهی
در تجهیزات آزمایشگاهی، بیمتال برای کنترل دما و حفاظت از تجهیزات در برابر خطرات الکتریکی استفاده میشود. بیمتال با قطع به موقع در هنگام گرمای بیش از حد قطعات، میتواند از آسیبهای جانبی جلوگیری کند و هزینه تعمیرات را کاهش دهد. بیمتال قطعهای ضروری است که از تجهیزات الکتریکی در برابر آسیب دیدن محافظت میکند. بیمتال کاربردهای گستردهای دارد و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد.برخی از مزایای استفاده از بیمتال
مزایای استفاده از بیمتال یک ابزار ساده و کمهزینه، باعث شده است که در صنایع مختلف جهت حفاظت از تجهیزات در برابر خطرهای مختلف الکتریکی و جهت ایمنی تجهیزات و افراد استفاده فراوانی از آن بشود. استفاده از بیمتال مزایای زیادی مثل کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری دارد که در ادامه تمامی آنها را معرفی و به صورت جداگانه بررسی خواهیم کرد.کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری
بیمتال از تجهیزات الکتریکی در برابر آسیب دیدن محافظت میکند. این امر باعث میشود که تجهیزات الکتریکی در طول عمر خود، نیاز کمتری به تعمیر و نگهداری داشته باشند. این امر باعث کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری تجهیزات الکتریکی میشود.افزایش ایمنی
یکی دیگر از مزایای بیمتال محافظت از افراد و تجهیزات در برابر خطرات الکتریکی است. استفاده از بیمتال باعث افزایش ایمنی افراد و تجهیزات میشود. در صورت بروز اضافه بار، جریان گذرای زیاد، یا اتصال کوتاه، بیمتال عمل میکند و مدار را قطع میکند و از آسیب دیدن افراد و تجهیزات جلوگیری میکند.اطمینان از عملکرد صحیح تجهیزات
بیمتال از عملکرد صحیح تجهیزات الکتریکی در شرایط مختلف محافظت میکند. در واقع به کمک بیمتال اطمینان از عملکرد صحیح تجهیزات تضمین میشود. به عنوان مثال، بیمتال میتواند از موتورها در برابر اضافه بار محافظت کند. این امر باعث میشود که موتورها در شرایط مختلف، به طور صحیح کار کنند.قابلیت تنظیم
بیمتال را میتوان برای حفاظت از تجهیزات در برابر جریانهای مختلف تنظیم کرد. این امر باعث انعطافپذیری بیمتال میشود. به عنوان مثال، بیمتال میتواند برای حفاظت از موتورها در برابر جریانهای مختلف، تنظیم شود. این امر باعث میشود که بیمتال بتواند از موتورها در برابر خطرهای گوناگون محافظت کند.دوام و طول عمر بالا
بیمتال قطعهای با دوام و طول عمر بالا است. این امر باعث کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری میشود. بیمتال معمولاً میتواند تا چند سال بدون نیاز به تعمیر، کار کند. در مجموع، بیمتال قطعهای ضروری است که از تجهیزات الکتریکی در برابر آسیب دیدن محافظت میکند. بیمتال مزایای زیادی دارد که باعث شده است در صنایع مختلف مورد استفاده قرار گیرد.علل خرابی بیمتال
بیمتال محصولی پرکاربرد و با دوام است. اما به هر حال هر تجهیزاتی میتواند به دلایل مختلفی خراب شود/ بیمتال هم از این قضیه مستثنا نیست و عوامل مختلفی میتوانند باعث خرابی بیمتال شوند. از جمله علل خرابی بیمتال میتوان به موارد زیر اشاره کرد:- اضافه بار بیش از حد باعث گرم شدن بیش از حد بیمتال و آسیب دیدن آن میشود.
- جریان گذرای زیاد نیز میتواند باعث خرابی بیمتال شود.
- ضربه و شوک: ضربه و شوک نیز از عوامل خرابی بیمتال میباشند.
- خوردگی و زنگزدگی هم را میتوان علل از کار افتادن بیمتال شوند.
- بیمتال نیز مانند سایر قطعات الکتریکی، دارای عمر مفیدی است. پس از گذشت عمر مفید، بیمتال باید تعویض شود.