А. Герасимов - Домашнее приготовление фруктовых и ягодных соков...(Сделай сам №3•2005)

Биметаллические полоски как чувствительные к температуре элементы используются в различных устройствах: в термометрах, температурных реле (например, для холодильников, в различных электрических аппаратах, в магнитных пускателях, контакторах и др.). Используя биметаллические элементы, можно изготовить интересные устройства, обеспечивающие почти вечное движение (рис. 1).

Рис. 1. Качающееся устройство:

1— двухплечий рычаг; 2— шарнир; 3— биметаллический петлеобразный элемент; 4— биметаллический петлеобразный элемент; 5и 6— грузы; 7и 8— ограничители

Устройство состоит из двухплечевого рычага 1 , который своей срединой закреплен на шарнире 2 и может вокруг шарнира поворачиваться. На обоих концах рычага 1 закреплены биметаллические, петлеобразные элементы 3 и 4 , а на их концах находятся грузы 5 и 6 . Биметаллические элементы 3 и 4 — это пластинки, согнутые так, чтобы при их нагреве они сгибались еще больше, а при охлаждении частично разгибались. Это достигается тогда, когда с наружной стороны петли находится металл с большим коэффициентом линейного расширения. Например, для биметаллической полоски, состоящей из латуни и железа с наружной стороны элемента в виде петли должна быть латунь.

Грузы 5 и 6 могут быть выполнены из свинца, или в их качестве используются обычные гайки.

Проверить правильность изготовления петлеобразного элемента из биметалла можно путем его нагрева.

Для четкости работы устройства установлены ограничители хода, упоры 7 и 8 .

Рычаг 1 вместе с биметаллическими элементами 3 и 4 , а также с грузами 5 и ( 5 должен быть сбалансирован.

Для работы устройства его следует разместить над горячей водой, налитой в какую-нибудь посуду, таз, ванну, как показано на рис. 1.

Для запуска устройства в работу следует рукой погрузить в горячую воду один из биметаллических элементов-петель, например элемент 3 . А в горячей воде биметаллический элемент 3 нагревается сам и еще больше изгибается, перемещая при этом груз ближе к шарниру 2 . А так как груз 6 остается на прежнем месте, то есть он расположен от шарнира 2 на большее расстояние, то после того, как воздействие руки на элемент 3 прекратилось, рычаг 1 повернется по часовой стрелке до упора 8 . Это происходит под действием вращающего момента, возникшего из-за несимметричного расположения грузов 5 и 6 . При этом биметаллический элемент 4 погружается в горячую воду и нагревается от нее.

Вследствие этого форма его изменяется, он изгибается еще больше и груз 6 перемещается ближе к шарниру 2 . А биметаллический элемент 3 , поднявшийся из горячей воды в воздух, охлаждается и принимает первоначальную форму, удаляя груз 5 от шарнира 2 . При этом возникает вращающий момент и под его воздействием рычаг 1 повернется вокруг оси шарнира 2 против часовой стрелки до упора 7 , а биметаллический элемент 3 вновь погрузится в горячую воду, где нагревается, изменяет свою форму, перемещая груз 5 ближе к шарниру 2 . А элемент 4 выходит из горячей воды в воздух, охлаждается и принимает первоначальную форму, удаляя груз 6 от шарнира 2 .

Далее циклы повторяются вновь: рычаг 1 поворачивается по часовой стрелке до упора. А элемент 4 погружается в горячую воду, а элемент 5 поднимается из горячей воды в воздух.

Рычаг 1 этого устройства будет автоматически совершать такие колебания до тех пор, пока горячая вода не остынет.

Элементы из биметалла могут входить в конструкцию простейшего двигателя, для работы которого также используется различный нагрев его элементов, обусловленный различием температур воздействующих на них сред (рис. 2).

Рис. 2. Двигатель:

1— колесо двигателя; 2— ось; 3— спицы; 4— грузы; 5— петлеобразные детали; 6— биметаллические элементы; А— угол; Б— угол

В конструкцию двигателя входит колесо 1 , выполненное из металла или пластмассы, на его оси 2 зафиксированы концы спиц 3 , их противоположные концы проходят в отверстия на ободе колеса и на них размещены грузы 4 , например шарики.

На каждой спице имеется петлеобразная деталь 5, изготовленная в виде металлической пластинки или стержня. В средней части каждой спицы встроен дуговой элемент 6 из биметалла, который при нагреве выпрямляется.