Bimetalltajur

Bimetalltajurit ehk termoreleed kasutatakse mitmesuguste seadmete ning elektriahelate kaitseks liigsoojenemise eest. Bimetalltajur koosneb kahest erineva soojuspaisumisega metallist. Soojenemisel bimetall kaardub väiksema soojuspaisumisega metalli suunas. Kui bimetalltajur on mehaaniliselt ühendatud elektriliste kontaktidega, toimub bimetalllehe kaardumisel kontaktide ümberlülitumine (termorelee rakendumine).

Bimetalltajuri ülesandeks on kaitstava objekti soojuslike omaduste modelleerimine ning väljundsignaali hüppeline muutmine kahjulike pöördumatute muutuste või avariiohu tekkimisel. Näiteks, liigkoormusvool toimib nii kaitstavale objektile kui ka bimetalltajurile, kusjuures mõlemad soojenevad voolu toimel. Bimetalltajuri rakendumislävi valitakse vastavalt kaitstavale objektile nii, et termorelee rakenduks enne kui liigkuumenemine muutub kaitstavale objektile ohtlikuks. Seega, bimetalltajur on sisendsuurusest sõltuva toimega releetajur, kusjuures tema rakendumisaeg on soojenemisprotsessi kestuse tõttu suhteliselt pikk.

Eeldades, et bimetalltajuri soojenemine toimub kiiresti ning soojenemise ajal soojusülekannet keskkonda ei toimu, saab väita, et soojenemisprotsess on adiabaatiline.

Sel juhul on termorelee rakendusmisaja sõltuvus voolust logaritmilistes koordinaatides kujutatav sirgjoonena. Vastavat tunnusjoont nimetatakse sekund-amper tunnusjooneks. Elektrisüsteemides iseloomustab see tunnusjoon kõiki liigkoormuse kaitseaparaate, sealhulgas ka termoreleesid. Üldjuhul saab bimetall-termotajuri rakendumisaja arvutada valemiga:

$t_{rak}=T_{\vartheta }\ln {\frac {({\frac {I}{I_{n}}})^{2}-({\frac {I_{0}}{I_{n}}})^{2}}{({\frac {I}{I_{n}}})^{2}-({\frac {I_{\infty }}{I_{n}}})^{2}}}$ ,

kus T_θ on termorelee ajakonstant,

{\frac {I}{I_{n}}}

on suhteline vool,

{\frac {I_{0}}{I_{n}}}

on suhteline algvool ning

{\frac {I_{\infty }}{I_{n}}}

on suhteline vool, kui rakendumisaeg läheneb lõpmatusele.

Kui termorelee lülitatakse sisse jahtunud olekus, siis

{\frac {I_{0}}{I_{n}}}=0

.