थर्मोस्टेट में बाइमेटैलिक स्ट्रिप (bimetallic strip) का उपयोग किया जाता है

Question

Accepted Answer

A: सही

Explanation & Concepts:
एक बाइमेटैलिक स्ट्रिप थर्मोस्टेट में संवेदन घटक (sensing component) होती है जो तापमान में होने वाले बदलावों को यांत्रिक विस्थापन (mechanical displacement) में बदल देती है। इसका उपयोग घरेलू विद्युत उपकरणों जैसे प्रेस, गीज़र और ओवन में तापमान को विनियमित करने के लिए स्विच के रूप में किया जाता है।

Working Principle: यह स्ट्रिप अलग-अलग तापीय प्रसार गुणांक (coefficients of thermal expansion) वाली दो धातुओं से मिलकर बनी होती है जिन्हें आपस में जोड़ा जाता है। गर्म होने पर, अधिक गुणांक वाली धातु अधिक फैलती है, जिससे स्ट्रिप मुड़ जाती है। इस भौतिक झुकाव का उपयोग विद्युत संपर्क बिंदु (electrical contact point) को खोलने या बंद करने के लिए किया जाता है, जिससे एक निश्चित तापमान बनाए रखने के लिए सर्किट को तोड़ा या पूरा किया जाता है।

Key Formulas: $\Delta L = L_0 \alpha \Delta T$ — धातु की पट्टी का रेखीय प्रसार जहाँ $\alpha$ तापीय प्रसार गुणांक है।; $	heta \propto (\alpha_2 - \alpha_1) \Delta T$ — विक्षेपण कोण $	heta$, तापीय प्रसार गुणांकों के अंतर के समानुपाती होता है।

Key Points: यह स्ट्रिप विभेदक तापीय प्रसार (differential thermal expansion) के सिद्धांत का उपयोग करती है।; सामान्य रूप से उपयोग की जाने वाली सामग्रियां पीतल ($\alpha \approx 19 	imes 10^{-6}/K$) और इनवार ($\alpha \approx 1.2 	imes 10^{-6}/K$) हैं।; यह तापमान सेंसर और यांत्रिक एक्चुएटर दोनों के रूप में कार्य करती है।

Advantages: लागत प्रभावी और सरल निर्माण।; सेंसिंग तंत्र के लिए किसी बाहरी बिजली स्रोत की आवश्यकता नहीं होती।; चक्रीय स्विचिंग के लिए विश्वसनीय संचालन।

Disadvantages: इलेक्ट्रॉनिक सेंसर की तुलना में धीमी प्रतिक्रिया समय।; कई चक्रों के बाद थकान (fatigue) की संभावना।; सटीक तापमान नियंत्रण में सीमित सटीकता।

Applications: स्वचालित विद्युत प्रेस; पानी के हीटर (गीज़र); सर्किट ब्रेकर (थर्मल ओवरलोड सुरक्षा)

Additional Info: धातुओं का चुनाव महत्वपूर्ण है; एक में उच्च तापीय प्रसार गुणांक होना चाहिए, और दूसरे में बहुत कम होना चाहिए।. यदि बाइमेटैलिक स्ट्रिप सही ढंग से नहीं मुड़ती है, तो उपकरण या तो गर्म नहीं होगा या बंद नहीं होगा, जिससे आग लगने का खतरा हो सकता है।

Answer: A सही है — थर्मोस्टेट में बाइमेटैलिक स्ट्रिप का उपयोग तापीय ऊर्जा को यांत्रिक गति में बदलकर स्वचालित तापमान नियंत्रण प्रदान करने के लिए किया जाता है।

Exam Tip: प्रतियोगी परीक्षाओं में, याद रखें कि बाइमेटैलिक स्ट्रिप का उपयोग ओवरलोड रिले में भी किया जाता है ताकि मोटरों को निरंतर ओवरकरंट से होने वाले तापीय नुकसान से बचाया जा सके।

Answer

Option B: गलत

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