当代社会随着人们生活节奏的不断加快,电热水壶是居家必备的常用电器。使用电热水壶烧开水,不用在旁边看着,水开后能自动断电,使用起来十分方便。那么电热水壶这个小小的东西,是怎样将水加热并实现自动断电的呢?今天我们就来了解一下它的工作原理。
1. 电热水壶构成
电热水壶主要由底盘、控温器、电源开关、手柄、电源指示灯、加热底盘等零部件构成。
先观察底盘构成,拆开后可见三角插头对应的火线、零线与地线接线柱。地线对应底座中间的圆孔触点、火线和零线的触点在小圆与大圆的侧面,同时这三个触点与电热水壶底部触点对应。
再观察壶体构成,外侧由壶身、手柄、电源开关组成。其中电源开关又叫蒸汽开关具有通电后开始加热和水沸腾后自动断电的功能。底部主要由控温器、加热底盘、电源指示灯等构成。其中加热底盘是负责加热的核心部件,控温器开关正常下是闭合的,当水被烧干时才会断开,主要具有在水沸腾后自动断电、防止缺水干烧的功能。
2. 工作原理
加热时闭合蒸汽开关,指示灯亮,发热盘的大电阻通电产生热量为壶内的水加热,其工作过程的简化电路图如下。
壶内水加热到沸腾会产生蒸汽,蒸汽经由下图橙色箭头处进气口进入手柄内部,手柄内蒸汽开关金属片与蒸汽发生热交换,使得金属片受热向上膨胀变形,从而推动电源开关断开,停止加热。
当蒸汽开关损坏时,水会持续沸腾,慢慢蒸发烧干,此时水壶内部温度越来越高,温控开关的金属片受热膨胀变形,导致使温控开关的触点断开,实现断电,防止水壶缺水干烧。
总结如下,电热水壶在加热时主要利用电流的热效应,将电能转化为内能。根据物体热胀冷缩原理,当电热水壶蒸汽开关和温控开关金属片受热弯曲到某个程度时,就会推动一些机械传动部件,迫使开关弹开(杠杆原理),断开电路,停止加热。
3. 注意事项
(1)使用电热水壶时,要注意先将水注入壶内,再接通电源,否则会烧坏电器。
(2)装水时不要超过壶内壁额定水位线,以免水沸腾溅出,造成不必要的烫伤。
(3)金属材料的电水壶,不宜煮酸性或碱性食物,会对内壁造成腐蚀。
(4)在内壁出现水垢与污物需要清洗时,不能将水壶浸入水中,以防止电器部位受潮造成短路。
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