Hai lớp nở khác nhau làm băng kép cong

**Băng kép** gồm hai thanh kim loại khác nhau ghép chặt. Nếu đứng riêng, đồng dài thêm nhiều hơn sắt khi cùng được làm nóng. Vì ghép chặt, hai thanh không thể giãn dài độc lập nên băng kép cong: đồng ở phía ngoài vòng cong, sắt ở phía trong.
Băng kép cong về phía thanh nở ít hơn, không phải lúc nào cũng cong xuống. Lật đổi vị trí trên–dưới của hai lớp sẽ đổi chiều cong lên hay xuống, nhưng đồng vẫn nằm phía ngoài khi làm nóng trong so sánh này.
Bài luyện
Băng kép đồng–sắt được làm nóng; đồng nở dài nhiều hơn sắt. Nhận xét nào đúng?
Lớp dài hơn nằm ngoài vòng cong.
Chiều lên hay xuống còn tùy vị trí hai lớp.
Đúng: đồng nở nhiều hơn nên nằm ngoài.
Ghép chặt khiến sự nở khác nhau làm băng cong.
Lời giải
Đồng có xu hướng dài thêm nhiều hơn sắt. Hai lớp ghép chặt nên băng cong, lớp đồng dài hơn nằm ngoài vòng cong và lớp sắt ở trong. Băng cong về phía sắt. Đáp án C.
Dùng độ cong để đóng ngắt, chừa chỗ để tránh biến dạng
Trong một bộ điều khiển nhiệt, băng kép nóng lên và cong làm hai tiếp điểm tách nhau, ngắt mạch đun. Khi nguội, băng trở lại và tiếp điểm có thể đóng. Với cách bố trí khác, như một chuông báo nhiệt, băng cong lại có thể làm tiếp điểm chạm nhau và đóng mạch. Phải xét vị trí tiếp điểm, không nhớ “cứ nóng là ngắt”.
Thanh ray hoặc ống kim loại cũng dài ra khi nóng lên. Nếu bị cản, sự nở có thể tạo lực lớn, gây cong hoặc hỏng. Khe tại chỗ nối thích hợp, khớp co giãn hay đoạn ống uốn giúp các bộ phận có chỗ thay đổi chiều dài. Không coi mọi tuyến ray đều có khe giống nhau; kết cấu thực tế có thể dùng giải pháp khác.
Những ví dụ này giải thích nguyên lí, không phải hướng dẫn tự sửa thiết bị điện, đường ray hay đường ống.
Bài luyện
Trong bộ điều khiển đã mô tả, nóng lên làm băng kép cong và hai tiếp điểm tách nhau. Mạch đun thay đổi thế nào?
Đề nêu tiếp điểm tách, không phải chạm nhau.
Đúng: đường dẫn bị hở ở tiếp điểm.
Cần đường dẫn kín, không chỉ có kim loại.
Khe hở ngắt đường dẫn trong mô hình này.
Lời giải
Hai tiếp điểm tách nhau tạo chỗ hở trên đường dẫn điện. Trong bộ điều khiển này mạch đun bị ngắt. Ở bố trí khác băng cong có thể đóng mạch, nên cần đọc đúng dữ kiện tiếp điểm. Đáp án B.
Bài luyện
Một mối nối thanh kim loại được thiết kế có khoảng phù hợp để các thanh dài ra khi nóng. Khoảng này nhằm mục đích gì?
Khoảng hở không xóa tính chất nở vì nhiệt.
Nở không làm mất lượng kim loại.
Thiết kế cần giảm sự ép do bị cản, không tăng nó.
Đúng: dành chỗ cho thay đổi chiều dài.
Lời giải
Thanh kim loại nóng lên và dài thêm. Khoảng phù hợp tại mối nối cho phép thay đổi chiều dài, giảm lực do các thanh bị cản và ép nhau, nhờ đó giảm nguy cơ biến dạng. Đáp án D.
Bài luyện
Một đoạn ống kim loại có khớp co giãn hoặc phần uốn được thiết kế để ứng phó thay đổi nhiệt độ của chính ống. Cách giải thích nào phù hợp?
Đúng: đang xét sự nở co của bộ phận kim loại.
Đề xét ứng phó thay đổi chiều dài của ống, không chỉ thể tích khí.
Khớp không làm vật liệu mất khả năng nhận năng lượng.
Độ nở còn phụ thuộc vật liệu, kích thước và mức tăng nhiệt độ.
Lời giải
Ống kim loại có thể dài thêm hoặc co lại khi nhiệt độ thay đổi. Khớp co giãn hay phần uốn phù hợp giúp kết cấu thích ứng thay đổi chiều dài và giảm lực do bị cản. Đây không chỉ là chừa thể tích cho khí trong ống. Đáp án A.