Wie funktioniert der Thermostat?

Thermostate – oder Temperaturregler – sind ein integraler Bestandteil jedes Heim-, Geschäfts-, statischen oder mobilen, einfachen konventionellen oder komplexen intelligenten (intelligenten) Heiz- und Kühlsystems.

Thermostate finden sich von den Heizkörpern oder Elektroheizungen unseres Hauses bis hin zu den Raumfahrzeugen im fernen Weltraum. Von der Waschmaschine in unserer Waschküche bis zu den Atomkraftwerken.

Thermostatbetrieb

Die Hauptaufgabe von Thermostaten und was sie in unserem Leben so wichtig macht, ist die Temperaturregelung:

1) der Umgebung durch ein Heiz- oder Kühlmedium (z. B. Klimaanlage), damit wir uns und unsere Mitmenschen wohlfühlen,

2) verschiedene nützliche Gegenstände, wie der Automotor. Die Temperaturregelung in Objekten wie Automotoren ist für deren ordnungsgemäßen Betrieb erforderlich, da sie im Falle einer Überhitzung beschädigt werden.

Die Funktionsweise des mechanischen Thermostats basiert auf den physikalischen Eigenschaften der Wärmeausdehnung und -kontraktion, durch die sich ein elektrischer Stromkreis schließt und öffnet.

Die Wirkungsweise des Bimetall ist das klassischste Beispiel:
In einem Stromkreis hält ein Sensor (Bimetall) den Stromkreis geschlossen und somit fließt Strom ungehindert. Wenn sich der Streifen biegt, öffnet sich der Stromkreis und daher hört der Strom auf zu fließen.

Der mechanische Thermostat besteht aus zwei sehr gut miteinander verklebten Streifen aus verschiedenen Metallen: einem Kupferstreifen und einem Eisenstreifen. Der Grad der Kontraktion und Ausdehnung jedes Metalls gegen Wärme (Wärmeausdehnung) ist unterschiedlich. Die Erhöhung der Temperatur erhöht die Bewegung der Metallatome, was dazu führt, dass sie mehr Platz einnehmen und somit das Metall ausdehnen.

Da sich Eisen beim Erhitzen weniger ausdehnt als Kupfer, biegt sich die Platte zur Seite des Bügeleisens hin, wodurch sich der Stromkreis öffnet, wodurch der Stromfluss unterbrochen wird.