电热水壶的水开自动断电功能是如何实现的?

电热水壶的水开自动断电功能是如何实现的?,第1张

自动电热水壶的自动断电功能一般是由位于水杯上部、手柄内部(或杯底,这时候就需要一根较长的导气管了)的双金属片形式的温度控制器实现的,并没有继电器、热敏电阻在里边,它感受的是水发出的蒸汽的温度,所以比较间接,一般都是在水沸以后蒸汽温度才能达到温度控制器的断开点。所以,如果你打开盖子烧水的话,它就不会自动断开了。

而且水烧开后不会自动再加热(这是热敏电阻做不到的),这是由于另外还有一个连动机构的作用。

自动电热水壶的温度控制、防干烧组件是英国一家公司的专利产品,里面有很多的精密细节和诀窍

我是一名家电产品研发工程师,我来谈谈电热水壶的工作原理。

简单点说,其工作原理就是通过蒸汽开关来实现水沸腾后跳掣的,并不是靠温度计来控制。

其具体实现步骤是,当水烧开沸腾时,水壶内就会产生大量的蒸汽体,水壶内设计有蒸汽通道,该蒸汽通道通往水壶内部的蒸汽开关,当壶内的蒸汽越来越多,并产生一定气压时,蒸汽就会经由蒸汽通道涌向蒸汽开关,此时便会触发蒸汽开关动作,从而切断加热电源。这就是整个控制过程,而从水烧开至跳掣是有一段时间的,不会沸腾后就立即断电,一般在沸腾后约10秒时间左右才跳掣,这是因为只有壶内产生足够多的蒸汽,并且蒸汽经由蒸汽通道涌向蒸汽开关后才会触发其动作的,而这个过程一般在10秒左右。

再来聊聊蒸汽开关的工作原理,此开关并不是一个温度计,也不是NTC(热敏电阻),其感应温度的地方是一块双金属片,它由两种不同热膨胀系数的金属材料焊接在一起,表面看起来就像只有一片金属,就是这块金属起作用,当受热时,热膨胀系数大的那一块金属片受热后热胀冷缩非常明显,而热膨胀系数小的那块金属片则热胀冷缩不明显,这样就会导致这块双金属片向热膨胀系数小的一侧发生翘曲变形,从而触发这个开关动作而切断电源。

以上就是传统机械式电热水壶的工作原理,而电子式电热水壶其控温方式则有很大不同,也比传统机械式电热水壶控温更灵敏,其感应温度的元件就是NTC,也叫热敏电阻,热敏电阻的电阻值,随着温度的变化而变化,正是利用这一特点制成热敏元件,然后通过信号线反馈给电路板MCU,就可以精确地控制电热水壶的通断电。

我是头条号「设计制造迷」的蓝哥,也欢迎关注我的微信公众号“机械设计工程师之家”,技术路上与你一起同行!

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电水壶烧开了以后会自己断电其实是因为它加热的原理就是利用了铜片的热胀冷缩。当温度达到以后,由于铜片膨胀弯曲,就会断开通电。所以说用电水壶烧水,只要温度达到了就会自动断电,不用担心会把水烧干造成危险,这也是出于安全考虑进行的设计。

电水壶的原理

在电水壶中有一个铜片的装置,只要铜片处于闭合的状态,那么电水壶就可以正常通电。但是铜片是可以变形的,如果温度太高,就会导致铜片受热形态发生改变,铜片就会进行弯曲。当铜片的形状发生改变以后,电路就无法闭合了,因此就会自动断开加热功能。所以说当水加热达到了一定的温度后,温控器就可以感知温度,并且传递到通篇上面,从而断电。

断电机制

其实除了铜片受热膨胀断电以外,在热水壶里面还有一种断电方式就是利用水蒸气,因为在加热的过程中,会产生很多的水蒸气,在使用电水壶的时候实现要按下开关,然后等到水被加热到一定的温度的时候,会产生很多的水蒸气,而在电水壶中是有导气管的。因为水蒸气就会直接被输送到电水壶的底部,从而产生巨大的推力,让开关断开。

电热壶的缺点

虽然电水壶在加热的时候更加安全方便,但是这种加热方式对于温度的控制就比较弱,基本上达不到100度,当电水壶停止加热的时候,水温可能也只有八十度左右,这样的温度就足以产生很大的水蒸气,而且还可以让水提前停止加热,不然沸腾太剧烈的话,是会有一定的危险的。所以说在设计上还是以安全为主,至于温度可能就无法控制了,如果要100度的高温的话就不要使用电热壶了。


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