雙金屬片 (Bi-metallic Strip)

雙金屬片 (Bi-metallic Strip)
國立彰化高級中學賴文哲教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

雙金屬片是用來將溫度變化轉化為機械性的位移。選擇兩種熱膨脹係數不同的片狀金屬，將其併合成一雙金屬片，正常溫度之下金屬片為筆直狀態。當溫度升高時，由於兩側膨脹程度不同而向熱膨脹係數較小的一邊彎曲，如果冷卻低於其正常溫度，則向熱膨脹係數較大的一邊彎曲。常用來製造雙金屬片的材料有錳鎳銅合金、鎳鉻鐵合金、鎳錳鐵合金和鎳鐵合金等。

雙金屬片因溫度變化而遠大於任何金屬熱漲冷縮產生的長度變化，可用在一系列的機械和電氣設備，例如可用來作為恆溫控制器。將雙金屬片作為電路開關，溫度升高時雙金屬片彎曲改變接點，可啟動降溫裝置，同樣的在溫度降低時則啟動加溫裝置，如此便可以保持恆溫。

機械時鐘計時機制要求的精確度很高，溫度變化會導致計時誤差。雙金屬是用來彌補這部分的機制。由於彈簧熱膨脹而彈性係數變小，控制平衡作用力減弱，使用雙金屬製成圓形的平衡輪（通常為兩半圓弧形），溫度升高使半圓弧彎曲而縮小其直徑，如此可保持計時周期不變。

將雙金屬片直接連動到溫度指針，則可直接顯示溫度變化而作為溫度計。聖誕節燈飾通電後會自動ㄧ閃一閃的忽明忽滅，也是利用雙金屬片作為電流通路，電流通過時，燈泡點亮且發熱，雙金屬受熱彎曲使電路中斷，溫度降低後接點又接上而燈泡重新點亮，這些都是雙金屬片的用途。

參考資料：http://en.wikipedia.org/wiki/Bi-metallic_strip