Принцип работы электрочайника. Устройство и принцип работы электрочайника: полное руководство

Как устроен электрочайник и по какому принципу он работает. Из каких основных элементов состоит электрочайник. Как происходит нагрев воды в электрочайнике. Как работает система автоматического отключения. Какие бывают виды нагревательных элементов в электрочайниках.

Основные элементы конструкции электрочайника

Электрический чайник состоит из нескольких ключевых элементов:

• Корпус — внешняя оболочка чайника, изготавливается из пластика, металла, стекла или керамики
• Нагревательный элемент (ТЭН) — преобразует электрическую энергию в тепловую для нагрева воды
• Подставка с контактной группой — обеспечивает подачу электричества к чайнику
• Система автоматического отключения — отключает чайник при закипании воды
• Кнопка включения/выключения
• Шкала уровня воды
• Фильтр от накипи (в некоторых моделях)

Рассмотрим подробнее устройство и функции основных элементов электрочайника.

Нагревательный элемент (ТЭН) — сердце электрочайника

Трубчатый электронагреватель (ТЭН) является ключевым элементом, обеспечивающим нагрев воды в электрочайнике. Он представляет собой металлическую трубку с нагревательной спиралью внутри.

В современных электрочайниках используются два основных типа нагревательных элементов:

1. Открытый нагревательный элемент

Это классический вариант ТЭНа в виде спирали, расположенной открыто на дне чайника. Преимущества:

• Быстрый нагрев воды
• Низкая стоимость
• Простота конструкции

Недостатки:

• Образование накипи на спирали
• Шум при нагреве воды

2. Закрытый (скрытый) нагревательный элемент

ТЭН скрыт под дном чайника, не контактирует с водой напрямую. Преимущества:

• Отсутствие накипи на нагревательном элементе
• Бесшумная работа
• Долговечность

Недостатки:

• Более высокая стоимость
• Медленнее нагрев воды

Какой тип нагревательного элемента выбрать? Открытый ТЭН подойдет для быстрого кипячения небольших объемов воды. Закрытый — оптимален при частом использовании чайника и жесткой воде.

Принцип работы электрочайника

Процесс работы электрочайника можно разбить на несколько этапов:

1. Наполнение чайника водой
2. Установка чайника на подставку и включение в сеть
3. Нажатие кнопки включения
4. Нагрев воды с помощью ТЭНа
5. Закипание воды
6. Автоматическое отключение

Рассмотрим подробнее, что происходит на каждом этапе работы электрочайника.

Включение чайника

При нажатии кнопки включения замыкается электрическая цепь, и ток начинает поступать к нагревательному элементу. В большинстве современных моделей при этом загорается световой индикатор работы.

Нагрев воды

Под действием электрического тока нагревательный элемент начинает нагреваться. Тепло от ТЭНа передается воде за счет теплопроводности. Происходит постепенный нагрев всего объема воды в чайнике.

Как быстро закипает вода в электрочайнике?

Время закипания зависит от нескольких факторов:

• Мощность чайника — чем она выше, тем быстрее нагрев
• Объем воды — чем меньше воды, тем быстрее она нагреется
• Начальная температура воды
• Материал корпуса чайника

В среднем, электрочайник мощностью 2000-2400 Вт закипает за 3-5 минут при объеме воды 1-1,5 литра.

Система автоматического отключения: как чайник понимает, что вода закипела?

Важнейшим элементом безопасности электрочайника является система автоматического отключения при закипании воды. Как она работает?

Биметаллическая пластина

Наиболее распространенный механизм автоотключения основан на использовании биметаллической пластины. Принцип ее работы:

1. При нагревании воды образуется пар
2. Пар нагревает биметаллическую пластину
3. Пластина деформируется из-за разного коэффициента расширения металлов
4. Деформированная пластина размыкает электрическую цепь
5. Подача тока к нагревательному элементу прекращается

Таким образом, чайник отключается автоматически, как только вода закипит.

Термостат

В некоторых моделях используется термостат — устройство, реагирующее на изменение температуры. При достижении точки кипения термостат размыкает цепь питания.

Как правильно пользоваться электрочайником?

Чтобы электрочайник служил долго и эффективно, следуйте простым правилам эксплуатации:

• Не включайте пустой чайник
• Не наливайте воду выше максимальной отметки
• Регулярно очищайте чайник от накипи
• Не оставляйте воду в чайнике надолго
• Не погружайте чайник в воду для мытья
• Не включайте чайник при видимых повреждениях

Энергоэффективность электрочайников

Электрический чайник является одним из самых энергоемких бытовых приборов. Его мощность может достигать 2000-3000 Вт. Как повысить энергоэффективность при использовании электрочайника?

1. Наливайте только необходимое количество воды
2. Своевременно удаляйте накипь
3. Не кипятите воду повторно
4. Выбирайте чайники с функцией поддержания температуры
5. Используйте термопоты для частого потребления горячей воды

Современные технологии в электрочайниках

Производители постоянно совершенствуют конструкцию электрочайников, добавляя новые функции:

• Регулировка температуры нагрева
• Поддержание заданной температуры
• Звуковая индикация закипания
• Светодиодная подсветка воды
• Беспроводное управление со смартфона
• Встроенные фильтры для очистки воды

Эти инновации делают использование электрочайников еще более удобным и функциональным.

Заключение

Электрический чайник — простое, но эффективное устройство для быстрого нагрева воды. Понимание принципов его работы поможет правильно выбрать и эксплуатировать этот незаменимый бытовой прибор. При выборе электрочайника обращайте внимание на тип нагревательного элемента, мощность, материал корпуса и дополнительные функции.

устройство, схема подключения и ремонта

Автор Алёна Семёнова На чтение 8 мин Просмотров 2.8к. Опубликовано 10.07.2020 Обновлено 08.11.2022

В настоящее время электрический чайник есть практически у всех. Его используют и дома, и в офисе. Быстрый нагрев воды – основное преимущество прибора. К тому же такие чайники универсальны: они бывают всех форм и размеров. Рынок бытовой техники предлагает ассортимент электрочайников. Все они со множеством функций и изготовлены из разных материалов.

Электрочайник стал незаменимой частью быта.

Содержание

1. Принцип нагревания воды
2. Устройство узлов электрочайника
3. Система защита от перегрева
4. Система автоматического отключения при закипании воды
5. Индикация включения и подсветка
6. Как отремонтировать электрочайник своими руками
7. Как разобрать электрический чайник
8. Электрочайник не греет воду, индикатор лампочка включения горит
9. Восстановление контакта в накидных клеммах
10. Восстановление приваренных контактов
11. Электрочайник не греет воду индикатор, включения не горит
12. Ремонт контактной группы электрочайника с подставкой
13. Ремонт кнопки выключателя электрочайника
14. Ремонт выключателя электрочайника
15. Правила эксплуатации
16. Заключение

Принцип нагревания воды

Зная, как устроен электрический чайник, легко разобраться и с принципами его работы. Выбор моделей огромен, однако устройство конструкции у всех одинаково и незамысловато. Современные чайники состоят из следующих частей:

• подставка;
• нагревательный элемент;
• корпус;
• стеклянный, пластиковый или металлический резервуар;
• термостат.

Работа техники заключается в следующих шагах:

1. Установка наполненного холодной водой чайника на специальную подставку и подключение чайника к электросети. Работа активируется после нажатия кнопки «Пуск». В это время нагревательный элемент прогреет воду до 100 градусов по Цельсию.
2. Подача электричества на нагревательный элемент автоматически отключится, как только температура нагрева воды достигнет определённой отметки. Это определит встроенный термостат.
3. Если в чайнике есть функция поддержания температуры, то вода будет постоянно подогреваться до установленной температуры.

Устройство узлов электрочайника

От электровилки ток по шнуру передаётся на контакты подставки, где установлен чайник. Провода расположены под корпусом. Это сделано для защиты от случайного соприкосновения с ними человека. Если вы решите разобрать чайник, то увидите внутри много интересного. Возможно вам пригодится сайт по электрике.

В прорези по центру также есть контакт. Он нужен для подключения к заземлению. Этот контакт слаботочный и не принимает участия в работе. Его предназначение – защита человека от удара током, если случится повреждение изоляции. На концах сетевого шнура внутри подставки расположены накидные клеммы, закреплённые на выводах контактов.

Чтобы электрический ток перешёл с подставки на чайник, в дне устройства предусмотрено отверстие с ответной частью контактов разъёма. Конструкция представляет собой штырь контакта заземления и два концентрических медных кольца.

Простая схема работы чайника.

Система защита от перегрева

Под крышкой электроприбора находится главный его элемент – двухконцевой трубчатый электрический нагреватель (ТЭН). Он согнут в виде незамкнутого кольца. ТЭНы бывают различных мощностей, в том числе и высоких, способные выделять огромную тепловую энергию.

Во избежание возгорания, например, когда чайник включили, но не наполнили резервуар водой или была не закрыта крышка, производителем спроектирована тепловая система защиты.

В качестве датчиков температуры в электроприборе используются биметаллические пластины. Такая пластина имеет вид пары скреплённых между собой по всей плоскости тонких пластин из металлов, разного коэффициента линейного расширения.

Нагреваясь, один металл расширяется больше другого, и биметаллическая пластина деформируется. Изгибаясь, диск давит на шток, который надавливает на контактную пластину и отводит контакты друг от друга. Вторая подобная пластина устанавливается для полного отключения чайника.

Бывают ситуации, когда механизм автоматического отключения не сработал.

В таком случае в электрических чайниках предусмотрена защита от перегрева. Принцип работы такой системы прост. ТЭН продолжает нагреваться, и специальный штифт, который одним концом упирается в корпус ТЭНа, начинает расплавляться. Так как он уменьшился, контакты размыкаются, и прибор перестаёт функционировать.

Система защиты от перегрева.

Система автоматического отключения при закипании воды

Температурный датчик.

Новые модели электрочайников оснащены функцией автоматического отключения. Такая опция, несомненно, полезна, особенно для забывчивых пользователей. Она срабатывает, когда прибор включили без воды. Система автоматического отключения работает по следующей схеме:

1. Корпус ТЭНа нагревается, тем самым нагревая воду.
2. При кипении образуется пар, он нагревает «язычок» биметаллической пластины.
3. Когда температура превысит максимально допустимое значение, пластина прогнётся и, разомкнув контакты, отключит технику.

 

Индикация включения и подсветка

Основная часть выпускаемых чайников оснащена индикатором включённого состояния и подсветкой. Подобный индикатор включается вместе с включением самого чайника и работает на протяжении кипячения. По окончании работы он тоже выключается.

Такое подсвечивание позволяет исключить неправильную установку чайника на подставку, открытие крышки при включении и подобные ошибки использования прибора.

Как отремонтировать электрочайник своими руками

Чайник считается простым бытовым прибором, и отремонтировать его, чаще всего, можно самостоятельно, при этом не имея специального оборудования и навыков.

Схема строения дискового чайника.

Как разобрать электрический чайник

Для определения причины неисправности и дальнейшего ремонта нужно убрать крышку со дна чайника. Перечислим сложности, которые встречаются при попытке разборки корпуса.

1. В самом простом случае крышка прикручена к основанию чайника саморезами со шлицами под крестовую отвёртку. Тогда снять крышку не составит труда.
2. Винты установлены со шлицем под стержень отвёртки типа двузубой вилки. Подобный инструмент не всегда имеется под рукой, поэтому специалисты советуют воспользоваться бокорезом или пинцетом.
3. Сложнее выкрутить пластмассовый саморез: его следует сдвинуть с места в сторону закручивания. Ещё один действенный метод – это нагрев самореза паяльником. Для этого жало прикладывается к головке, пластик у резьбы самореза размягчается, и он легко выкручивается.

Чаще всего, перечисленных методов достаточно, чтобы снять крышку. Но, бывает, что она дополнительно закреплена зажимами по всему диаметру. Для снятия такой крышки необходимо вставить плоское жало отвёртки в место стыка крышки и корпуса и аккуратно отвести защёлку от корпуса.

Электрочайник не греет воду, индикатор лампочка включения горит

Если лампочка-индикатор исправна и указывает на то, что прибор включён, но при этом не происходит нагрев воды, то проблема кроется в плохом контакте клемм с выводами ТЭНа или обрыве спирали внутри него.

Восстановление контакта в накидных клеммах

Если нет новой клеммы, то можно применить использованную ранее. Перед применением клемму освобождают от запрессованных в ней проводов. Затем нужные провода вправляют в хвостик клеммы и обжимают плоскогубцами. Клемма готова к работе и её можно подключать к ТЭНу. Далее мелкой наждачной бумагой зачищают контакт на выходе ТЭНа и надевают на него клемму.

Если возникла ситуация, что контакт ТЭНа и клемма покрыта окислом, необходимо удалить с контакта чёрный налёт. Делается это с помощью шлифовальной бумаги. Для удаления налёта внутри клемму следует несколько раз надеть и снять на плоский контакт ТЭНа.

Восстановление приваренных контактов

Восстановить приваренные контакты можно по следующей схеме:

1. Плоские проводники подключить к электрической схеме чайника при помощи накидных клемм.
2. Обвить плоские проводники вокруг выводов ТЭНа.
3. Прижать плоские проводники с выводами металлическими планками с помощью винтов. При установке планок следует обратить внимание, чтобы детали не соприкасались с металлическим корпусом чайника.
4. Проверить работоспособность чайника, убедиться в исправности техники.

Электрочайник не греет воду индикатор, включения не горит

При возникновении такой проблемы необходимо удостовериться в работоспособности вилки и наличии напряжения в розетке. Также причинами нефункционирования прибора могут быть неисправности выключателя или биметаллической пластины. Перечисленные поломки, вполне возможно исправить самостоятельно, нужно только точно найти проблемное место.

Ремонт контактной группы электрочайника с подставкой

Первым признаком неполадки в контактной паре считается появление необходимости вращать чайник на подставке, прежде чем он начнёт функционировать. Чтобы это исправить, нужно очистить контакты от нагара. Сделать это можно с помощью наждачной бумаги.

Если проблема состоит в недостаточном прижиме контактов или окисления, то следует восстановить форму пластины и зачистить наждачной бумагой поверхность контактной площадки. Затем установить пластину на её рабочее место и проверить прилегание контакта. Оно должно быть по центру, но при этом не цепляясь за стенки подставки.

Проверка контакта между разъемом и точками подключения электрошнура.

Ремонт кнопки выключателя электрочайника

Поломка кнопки «Выключение-Включение» – не приговор всему электрочайнику. Обычно ремонт оказывается несложным и возможным для человека, не обладающего специальными знаниями. Чаще всего для починки достаточно подчистить контакты с помощью наждачной бумаги.

Ремонт выключателя электрочайника

Если кнопка не фиксируется и попросту выключается сразу после включения, то причиной поломки, скорее всего, является выпадение фиксирующего элемента. Для ремонта следует разобрать блок, найти выпавшую деталь и вернуть её на место. Чаще всего этого достаточно для дальнейшей эксплуатации прибора.

Правила эксплуатации

Купив электрический чайник, перед его первым использованием необходимо ознакомиться с инструкцией. Чтобы прибор работал долго и качественно, требуется соблюдать несложные правила эксплуатации:

• не включать прибор с малым количеством воды или её отсутствием;
• использование для электроприбора индивидуальной розетки;
• не накрывать чайник другими предметами и не ставить ничего сверху;
• не включать прибор при видимом повреждении вилки, розетки или сетевого провода;
• регулярный уход за бытовой техникой.

Заключение

Электрический чайник давно везде популярен, он прочно занял своё место на рынке бытовой техники. Да, устройство электрического чайника элементарно, но всё же стоит помнить, что ремонт следует проводить предельно аккуратно и соблюдая меры предосторожности.

Как пользоваться электрочайником — устройство и принцип работы

Век прогресса привнёс в жизнь человека удобство и комфорт. «Электронные помощники» значительно упростили все процессы жизнедеятельности – глажку, стирку и готовку. Последнее особенно актуально, ведь сколько полезных электрических приборов было создано за последнюю сотню лет. В данной статье мы поближе познакомимся с одним из подобных устройств – электрочайником.

Содержание

Устройство электрочайника

Подставка электроприбора

Основополагающий связующий элемент питания электроприбора – это подставка электрочайника. Внутри подставки находятся электрические контакты, тот, что по центру – нужен для заземления, боковые направляют ток в чайник (220В).

@Electrik.info

Нагревательный элемент

Эффективность работы прибора зависит от его элемента нагрева (ТЭН), который расположен внутри чайника на самом дне. Бывает двух типов: изогнутый или закрытый. На границах данного элемента должны быть изолированные выводы, подающие питание в устройство.

@Shop.by

Включение электроприбора

В любом электрическом приборе установлен специальный рычажок, отвечающий за включение/выключение электрочайника. После нажатия на него выключатель подаёт напряжение на ТЭН и приводит в действие механизм нагрева.

Чтобы защитить электрочайник от перегрузок и не допустить замыкания электроприбора, предусмотрено тепловое реле. Местом его расположения чаще всего является ручка чайника. Нередко для удобства реле совмещено с выключателем. Реле фиксирует скачки напряжения, перегревы или замыкания и прекращает подачу питания.

@polar.ru

Важно! Также в электрочайнике устанавливается термостат, предохраняющий нагревательный элемент. В случаях отсутствия во включённом чайнике воды, термостат отключает его. Выглядит это как биметаллическая пластина, изгибающаяся от нагрева и размыкающая контакты. После нормализации температуры пластина встаёт на своё место.

Индикатор включения/выключения

У многих моделей имеется индикатор, сигнализирующий о состоянии электроприбора. Выглядит как маленькая лампочка, расположенная вблизи клавиши включения. Лампочка загорается и горит, пока электрочайник работает и гаснет сразу после его выключения.

Корпус электрочайника

Тип материала:

• пластик;
• металл;
• керамика;
• стекло.

Важно! Простые, удешевлённые модели электрочайников не имеют колбы. Вода заливается прямо в корпус и там же нагревается. В новых моделях присутствуют колбы. Колба помещается внутрь корпуса, при этом она не соприкасается с его стенками. Таким образом, создаётся пространство, обеспечивающее сохранение горячей воды внутри электроприбора.

Принцип работы электрочайника

@tehpribory.ru

Процесс работы электрочайника основан на принципе нагревания воды и своевременного автоматического отключения прибора от сети. Температура кипения достигается путём подачи тока (напряжения) на нагревательный элемент.

Чтобы запустить электрический механизм, нужно нажать на кнопку включения. На этом этапе сразу же можно определить исправность прибора – если чайник в рабочем состоянии – загорится лампочка. Кнопка включения запускает процесс и подаёт напряжение на ТЭН, с помощью вспомогательных элементов (электрошнур). ТЭН нагревает воду до температуры кипения, после чего пар нагревает биметаллическую пластину. Когда пластина нагреется, она изгибается и размыкает контакты, что приводит к выключению электроприбора.

Инструкция по применению чайника

@mi-shop.com

Каждый электроприбор опасен для человека, т.к. он является непосредственным проводником электрического тока, который губителен для здоровья. Поэтому согласно правилам действующего законодательства вместе с гарантией на электроприбор, должна быть предоставлена инструкция по его применению. Однако есть общие правила пользования электрочайниками, которых нужно придерживаться в любых случаях.

1. Всегда следите за наполненностью колбы, она должна быть наполнена до отметки максимум. В случае переполнения, вода выкипит и зальёт подставку, что приведёт к замыканию контактов.
2. Лучше включать электроприбор в отдельную розетку, иначе другие приборы, подключённые к общей розетке, могут вывести его из строя.
3. Нельзя накрывать чайник легковоспламеняющимися предметами: бумажными полотенцами, прихватками и т.п.
4. Пользоваться чайником, когда повреждена вилка или провода не разрешается.
5. Нельзя отрывать электрический прибор от подставки, пока он подключён к сети. Также в этот момент нельзя мыть чайник или как-либо по-другому на него воздействовать.

Как работают электрические чайники?

Как работают электрические чайники? — Объясните этот материал

Вы здесь: Домашняя страница > Домашняя жизнь > Электрочайники

• Дом
• индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 16 февраля 2023 г.

Машины на бензине… а люди на чае и кофе (по крайней мере у меня дома)! Если ты пьешь кофе или чай ведрами, ты будешь рад кому-то один раз имел сообразительность изобрести сверхэффективный способ охлаждения воду в горячую, а именно, электрический чайник (также известный как электрический чайник). Наполните его водой, подключите, включите, и через пару минут у вас будет горячая вода пить или готовить. Как именно работает чайник? Почему это занимает так долго варить? И как он узнает, когда нужно выключить себя? Давайте посмотрим поближе!

Фото: Электрический чайник — удобный способ получения тепловой энергии из электричества. Это водонагреватель, но также и устройство для преобразования энергии, которое иллюстрирует один из самых основных законов физики: сохранение энергии (подробнее обсуждается ниже).

Содержимое

1. Что такое электрический чайник?
2. Сколько времени закипает чайник?
3. Насколько эффективен чайник?
4. Как работают проточные водогрейные котлы?
5. Как чайник узнает, когда его выключать?
6. «Механический эквивалент тепла»
7. Узнать больше

Что такое электрический чайник?

Чайники относятся к простейшим бытовым приборам. Поднимите крышку и загляните внутрь и вы увидите на самом дне емкости с водой спираль толстый металл, называемый нагревательным элементом. При включении чайника в электрическую розетку большой электрический ток течет в нагревательный элемент. Элементы сопротивление (тенденция любого материала останавливать электричество протекающий через него) превращает электрическую энергию в тепло. В других словом, элемент нагревается. Поскольку он находится в прямом контакте с холодной водой, тепло передается воде за счет теплопроводности и быстро нагревается. это тоже.

Фото: Вверху: Нагревательный элемент внутри основания электрочайника показан на нашем верхнем фото. Внизу: в некоторых чайниках этот элемент скрыт от глаз под внутренним полом, чтобы он не «покрывался известковым налетом». Это более аккуратный дизайн, но он делает чайник гораздо более шумным.

Сколько времени закипает чайник?

Воду можно кипятить любыми способами — даже в простой кастрюле на открытом огне или в плите — хотя закрытый чайник обычно намного быстрее: он останавливает утечку тепла, позволяет быстрее повышаться давлению (помните, что вода закипает, когда давление ее насыщенного пара равно атмосферному давлению), и помогает воде закипать быстрее. Но вы когда-нибудь расстраивались из-за того, как долго закипает чайник? Не! Удивительно то, что ваш чайник закипает так же быстро, как и почему.

Если вы продолжаете накачивать тепловую энергию на дно чайника (быстрее, чем уходит тепло через верх и бока), рано или поздно вода внутри него будет кипеть. Основной закон физики, называемый Закон сохранения энергии говорит нам о том, что если вам нужно вскипятить литр воды, начиная с одной и той же температуры, вам всегда придется добавлять одинаковое количество энергии, чтобы сделать это. Используете ли вы костер или чайник, микроволновую печь или какой-то удивительный устройство для перемешивания наподобие Джеймса Прескотта Джоуля (см. рамку ниже), количество энергии, которое необходимо вложить в воду, чтобы заставить ее закипеть, точно такое же. Это не означает, что каждый метод кипячения воды является 100-процентным. эффективным, однако, по причинам, к которым я вернусь через мгновение.

Допустим, вы начинаете с 1 литра (примерно 1 килограмм, 2,2 фунта) холодной воды. около 10°C (50°F), и вы хотите поднять его на 90°C до точки кипения (100°C или 212°F). Количество энергии, которое вам нужно, составляет 4,2 × 1000 грамм × 90. градусы = 378 000 джоулей или 378 кДж.

Загадочное «4,2» — это постоянная величина, называемая удельной теплоемкостью воды. Каждый материал имеет различную удельную теплоемкость, которая представляет собой просто количество энергии, которую необходимо затратить, чтобы поднять температуру одного грамма материала на один градус Цельсия. Вам нужно добавить 4,2 джоуля энергии для повышения температуры 1 г воды на 1°С, поэтому удельная теплоемкость воды 4,2 Дж/г/°С.

378 кДж для кипячения литра воды — это гораздо больше энергии, чем вы думаете. Энергосберегающая лампа с рейтингом 10 ватт использует 10 джоулей энергии каждую секунду (поскольку 1 ватт означает использование одного джоуля в секунду), поэтому для использования потребуется 37 800 секунд — около 10,5 часов. столько энергии, сколько наш чайник использует за одно кипячение!

Художественное произведение: Чайники потребляют много энергии для кипячения воды, но делают это быстро (примерно за 2,5 минуты), потому что они работают на большой мощности. С тем же количеством энергии вы могли бы питать микроволновую печь в течение примерно 8 минут, портативный компьютер в течение часа и 20 минут или энергосберегающую лампу в течение примерно 10,5 часов.

Если вы используете электрический чайник мощностью 2400 Вт, это означает, что он потребляет 2400 Вт. джоулей электрической энергии в секунду и положив (примерно) столько же количество энергии в воду в виде тепла каждую секунду, а также. Разделять 378 000 на 2400, и вы обнаружите, что чайнику требуется около 160 секунд. делать работу, что звучит почти правильно — Электрический чайник обычно закипает за 2–3 минуты. Старая пословица говорит, что кастрюля (чайник) под присмотром никогда не закипит, но это датируется временем когда большинство людей кипятили воду на ужасно неэффективных открытых угольные пожары. Электрический чайник может вскипятить воду всего за пару минут, потому что это может добавить тепла энергии к воде гораздо быстрее и эффективнее, чем открытый огонь (который позволяет теплу выходить во всех направлениях).

Если мощность вашего чайника составляет примерно 2400 Вт (Вт), а вы использовали электроэнергию для Великобритании питание 240 вольт (В), что означает ток, проходящий через элемент будет 2400/240 или 10 ампер (А). По бытовым меркам это здоровенный ток: для сравнения, маленькое зарядное устройство, которое у меня есть для моего iPod, потребляет максимальный ток. 0,67 ампер — чайник потребляет в 15 раз больше! Итак, ответ на как электрический чайник работает так быстро, используя относительно большой электрический ток. Количество произведенного тепла равно пропорциональна току в квадрате, поэтому большие токи производят гораздо больше тепла и нагревают предметы гораздо быстрее, чем более мелкие.

Фото: Скрытый нагревательный элемент типичного современного чайника, вид снизу. Элемент запаян в светло-серую центральную часть, и (если присмотреться) видны только два его вывода в правом нижнем углу. Темно-серый ободок (та часть, которой касается мой большой палец) представляет собой резиново-пластиковую прокладку, которая герметизирует нагревательный элемент внутри дна чайника и предотвращает просачивание воды. Длинная трубка наверху подает пар из чайника вниз к термостату, который отключает элемент в нужное время (как описано ниже).

Насколько эффективен чайник?

Я только что сказал, что вам нужно использовать одинаковое количество энергии, чтобы вскипятить воду, как бы вы это ни делали, что предполагает, что каждый метод кипячения воды так же эффективен. Я имею в виду, что для кипячения фиксированного количества воды требуется фиксированное количество энергии. Если кипятить воду на газовой плите в открытой кастрюле вам придется использовать больше энергии, чем если вы используете электрический чайник, потому что больше энергии теряется сверху и от газового пламени. Если вы используете микроволновая печь, вы должны включить проигрыватель, и даже энергия тратится впустую этот ужасный гудящий звук.

Несколько лет назад физик Том Мерфи провел расчеты, чтобы вычислить эффективность различные способы кипячения. Он обнаружил, что электрические чайники намного эффективнее, хотя если вы отрегулируете за то, что электростанции производят электроэнергию расточительным способом, они менее впечатляющие. (Так, например, если вы заинтересованы в сокращении выбросов углекислого газа, вам делать нужно учитывать, как производится ваше электричество.) Еще одним ключевым открытием Тома было то, что скорость выключения чайника сильно влияет на его эффективность. И это именно то, что вы ожидаете от физики, потому что производство пара от горячей воды требует много энергии.

Но если вы пытаетесь выяснить, является ли один электрический чайник более или менее эффективным чем другой, забудьте об этом. Основные электрические чайники все примерно одинаковы. Ключ к повышению эффективности заключается в том, чтобы использовать не больше воды, чем вам нужно, и следить за тем, чтобы чайник выключается, как только закипит.

Рекламные ссылки

Как работают проточные водогрейные котлы?

Если вы устали ждать и хотите, чтобы ваш чайник закипел быстрее, вы можете сделать только две вещи. Один использовать больше электрического тока, другими словами, купить более мощный чайник; другое использование состоит в том, чтобы использовать меньше воды.

Водонагреватели/диспенсеры мгновенного действия (такие как Breville Hot Cup и Morphy Richards Meno), который на самом деле может вскипятить не больше чашки воды. быстро, комбинируйте эти методы. Они используют более мощный нагрев элемент, чем обычный чайник (обычно 3000 Вт или более) и они сконструированы таким образом, что элемент может безопасно работать при контакте с только небольшое количество воды. Если вы кипятите только (скажем) на четверть литра воды вам потребуется только четверть энергии — скажем, 100 000 джоулей. И если вы поставляете эту энергию с помощью элемента мощностью 3000 Вт, посчитайте, и вы обнаружите, что можете сделать это примерно за 30 секунд вместо обычного. 2,5 минуты. Видите ли вы здесь еще одно большое преимущество? Если вы вскипятить весь чайник, чтобы сделать всего один горячий напиток, вы эффективно тратит впустую три четверти энергии, которую вы потребляете. Кипячение только того количества воды, которое вам нужно, значительно экономит денег — и помогает окружающей среде тоже.

Откуда чайник знает, когда его выключать?

Работа: Как выключается электрический чайник. Там есть паровой клапан и трубка (желтая, 43 и 44), ведущие вниз от верхней части водяной камеры (серая, 38) к биметаллическому термостату и переключателю (оранжевый и красный, 1 и 2). Когда чайник закипает, пар свистит по этой трубке, нагревает термостат и заставляет его открываться, отключая нагревательный элемент (зеленый, 39) и останавливая кипение воды. Изображение из патента США 4,357,520: Электрический резервуар для кипячения воды с включаемыми сухими и чувствительными к потоку термочувствительными блоками управления Джона С. Тейлора, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Первые электрические чайники имели встроенную функцию защиты: их было относительно легко включить, пойти и сделать работу по дому или два, а затем забыть о них. Если бы ты был повезло, когда вы вернетесь через несколько минут, вы найдете свой кухня, наполненная облаками пара. Если вам не повезло, ваш чайник Элемент может перегореть, перегореть предохранитель или даже начать пожар.

К счастью, практически все современные чайники выключаются сами. автоматически с помощью термостатов (механических, электрических или электронные устройства, реагирующие на изменение температуры). Многие на основе конструкций, разработанных английским изобретателем Джон С. Тейлор, чей компании Otter Controls и Strix Ltd разработали более миллиард таких термостатов по всему миру.

Как они работают? Самые простые из них механические и используют биметаллический термостат (описан в нашей основной статье о термостатах), встроенный в элементный блок на дне чайника. Он состоит из диска два разных металла, тесно связанных друг с другом, один из которых расширяется быстрее других по мере повышения температуры. Обычно термостат изогнут в одном направлении, но когда горячая вода достигает точки кипения, Образующийся пар попадает в биметаллический термостат и внезапно заставляет его защелкнуть и согнуть в противоположном направлении, немного похоже на зонтик, выворачивающийся наизнанку на ветру. Когда термостат открывается, он нажимает на рычаг, который срабатывает. цепь, отключает электрический ток и безопасно выключает чайник. Более сложные термостаты для чайников (используются в системах такие как модный кофейный бойлер Marco Über) полностью электронные и позволяют нагревать воду до точной температуры и поддерживать ее в течение неопределенного времени путем многократного включения тока. и выкл.

Фото: (вверху) Вот как в реальности выглядит типичный термостат-выключатель Strix. Я использовал точки того же цвета, что и на картинке выше, чтобы показать ключевые части этого старого разобранного чайника. Паровая трубка (желтая) подает пар к биметаллическому термостату. Термостат (оранжевый) выключает чайник. Коммутационный блок (красный) и несколько проводов соединяют термостат, выключатель питания (розовый) и беспроводной разъем (темно-синий) с двумя клеммами нагревательного элемента (зелеными). Термостат и переключатель привинчены к нижней части светло-серого скрытого нагревательного элемента (показан на фотографии выше на этой странице).

Фото: (внизу) Биметаллический термостат крупным планом (показан оранжевой точкой на другом фото).

«Механический эквивалент тепла»

Работа: Эксперимент Джоуля по нахождению механического эквивалента тепла.

Электрические чайники могут показаться ужасно обыденными, но о них стоит прочитать и написать о том, потому что они блестяще иллюстрируют один из самых фундаментальные физические законы нашей вселенной: вы можете преобразовать один вид энергии в другой, но вы не можете создать энергию из воздуха или заставить ее исчезнуть в никуда. Эта чрезвычайно важная идея называется сохранением энергии, и английский физик Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889 гг.)) был одним из первых, кто докопался до сути.

Джоуль придумал блестящий эксперимент. Он прикрепил тяжелый груз (1) к веревке, накинутой на шкив (2), так что, когда вес падал, веревка вращала ось (3) и вращала гребное колесо внутри сосуда, полного воды (4). Он рассудил, что «механическая» энергия, которую он таким образом добавил к воде, превратится в тепловую энергию, слегка нагрев воду. После неоднократных опытов он успешно доказал, что энергия (или, как он ее называл, живая сила), теряемая падающим грузом, в точности равна энергии, приобретаемой нагревающейся водой. Таким образом, Джоуль подтвердил, что механическая энергия (или работа) и тепловая энергия были взаимозаменяемы, и результат был опубликован в знаменитой статье под названием «Механический эквивалент теплоты», которая до сих пор считается одним из наиболее важных подтверждений теория сохранения энергии.

Джоуль считал, что сможет найти доказательства своих идей в реальном мире. Все, что ему нужно было сделать, это найти водопад и измерять температуру вверху и внизу; падающая вода преобразует потенциал энергии в тепло, создавая разницу температур, которая, как он считал, подтверждала его теория. По его расчетам, могучий Ниагарский водопад был бы на пятую часть градуса теплее. внизу, чем наверху, хотя измерить это было бы довольно сложно! Пытаясь урегулировать этот вопрос, Джоуль взял с собой в медовый месяц несколько термометров. в Шамони, Франция, в 1847 году и попытался измерить там водопад, хотя и не смог сделать это достаточно точно. чтобы доказать свою точку зрения.

Узнать больше

• Механический эквивалент тепла: Эта вводная статья из Википедии содержит очень хорошую иллюстрацию аппарата Джоуля.
• Джеймс Прескотт Джоуль: В статье Википедии о Джоуле есть фотография того же аппарата из Лондонского музея науки.
• Великие эксперименты в физике: рассказы из первых рук от Галилея до Эйнштейна Морриса Х. Шамоса. Dover, 1987. Глава 12 этой замечательной книги содержит репродукции некоторых оригинальных работ Джоуля 1845 и 1850 годов, в которых подробно объясняется, как проводился эксперимент. Он также включает больше информации об экспериментах Джоуля с водопадом.

Узнать больше

На фото: старомодный чайник Morphy Richards из нержавеющей стали. В этой модели биметаллический термостат и механизм переключения полностью скрыты в массивной ручке.

На этом веб-сайте

Вам могут понравиться другие статьи на нашем сайте, посвященные похожим темам:

• Электричество
• Тепло
• Нагревательные элементы

Статьи

• Жгучее стремление к эффективности, Том Мерфи. Как я объяснил выше, для нагрева определенного количества воды до одной и той же температуры требуется одинаковое количество энергии, как бы вы ни решили это сделать. Но некоторые методы более эффективны, чем другие. Как объясняет Том Мерфи в этом замечательном посте в блоге, электрические чайники значительно эффективнее, чем чайники на плите и микроволновые печи.
• Что более энергоэффективно — кипячение воды с помощью электрического чайника, чайника на газовой плите или микроволновой печи?: The Guardian, Notes & Queries, 2011. Читатели Guardian высказывают различные мнения об эффективности различных методов кипячения воды. .
• Неудобные, суетливые или просто уродливые чайники от Элис Роусторн. The New York Times, 9 августа 2009 г. Почему чайники так плохо спроектированы? Этот писатель задается вопросом об эстетике, но, может быть, ей было бы лучше подумать о том, как наука и инженерия ограничивают конструкцию машины, которая может быстро и эффективно кипятить воду?

Книги

• Чайник: благодарность Джонатана М. Вудмана. Aurum Books, 1997. Взгляд на 36 культовых чайников, в том числе на знаменитые дизайны WAS Benson, Peter Behrens (для AEG), Kenneth Grange и других, с упором на промышленный дизайн.

Патенты

Если вас интересуют настоящие технические подробности, почему бы не взглянуть на некоторые из многих патенты, описывающие, как работают приборы, похожие на чайники? Вот четыре, которые я выбрал, но вы найти намного больше в записях.

• Предохранитель Мориса Ли Уорнера: модифицированный предохранитель, предотвращающий выкипание электрических кофеварок. Патент США 1794045, 24 февраля 1931 г.
• Электрический кофейник от Ambrose Olds. Электрическая кофеварка, поддерживающая заданную температуру напитка. патент США 1998732. 23 апреля 1935 г.
• Электрическая емкость для кипячения воды с включаемыми сухими и чувствительными к потоку термочувствительными блоками управления, разработанными Джоном К. Тейлором. Патент США 4,357,520, 2 ноября 1982 г.
• Устройство термочувствительного контроля для контейнеров, снабженных электрическими погружными нагревателями, John C. Taylor et al. Патент США 4 621 186. 4 ноября 1986 г.

Видеоролики

• Биметаллическое лезвие мгновенного действия Демонстрация доктора Джона Тейлора ОБЕ: Джон Тейлор демонстрирует, как биметаллический термостат чайника включается и выключается.
• Не выключайте: доктор Джон К. Тейлор: Беседы в Google: вдохновляющая речь пионера чайников.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2011, 2023. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2011/2023) Электрочайники. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-electric-kettles-work.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Бибтекс

@misc{woodford_electric_kettles, автор = «Вудфорд, Крис», title=»Электрические чайники», publisher = «Объясните это», год = «2011», url = «https://www. explainthatstuff.com/how-security-tokens-work.html», URL-адрес = «2023-02-16» }

Подробнее на нашем веб-сайте…

• Средства связи
• Компьютеры
• Электричество и электроника
• Энергия
• Машиностроение
• Окружающая среда


• Гаджеты
• Домашняя жизнь
• Материалы
• Наука
• Инструменты и инструменты
• Транспорт

↑ Вернуться к началу

Как работает электрический чайник и его преимущества?

Как работает электрический чайник и его преимущества?

Ежедневно мы видим множество электроприборов, которые делают нашу жизнь легкой и комфортной. Мы совершенствуемся в отношении технологий. В напряженном графике люди хотят работать быстро, так как встают рано утром. Выпить чай – это первое, что делают люди. Если вы хотите сэкономить время и деньги, то вам следует выбрать электрические чайники. Среди электроприборов предпочтение отдается электрочайникам. Немедленная работа и экономия энергии без длительного стояния на кухне. Электрический чайник — лучшая бытовая техника, которая проста в использовании и экономит время. Независимо от того, являетесь ли вы индивидуальным или живете с членами семьи, он может быть использован кем угодно.

Электрические приборы стали той частью домашнего хозяйства, в которой главным образом используются электрические чайники. В занятом мире люди требуют максимально легко и мгновенно электроприборов. На рынке доступно множество разновидностей электрических чайников с меньшим энергопотреблением. Вам не нужно дважды думать, прежде чем купить его. Он не только экономит время, но также имеет низкое потребление электроэнергии и работает мгновенно. Вы можете купить электрические чайники на рынке или заказать их в интернет-магазинах.

Работа с электрическим чайником и его преимущества

Shutterstock

Реклама

Как работают электрические чайники?

Как известно, машина работает на бензине, а люди на чае. Если вы любитель чая или кофе, то сообщаем вам, что в продажу поступили новые электрочайники, и теперь вам не нужно ехать домой или искать кофейню или чайную, чтобы выпить кофе. Вам просто нужно взять с собой материалы, необходимые для приготовления кофе или чая, и электрический чайник. Вы можете приготовить кофе или чай в любом месте.

Электрический чайник — один из самых простых приборов на кухне. Просто откройте крышку, и вы увидите толстую спираль, которая работает как нагревательный элемент для чайника. Змеевик использует электричество, а затем преобразует его в тепло, которое дополнительно нагревает молоко или воду, имеющиеся в контейнере. Этот механизм может легко приготовить кофе для вас и вашей семьи, когда вас нет дома.

Сколько времени это займет?

Как известно, воду или молоко можно вскипятить в любой кастрюле, емкости или посуде, но в чайнике с хорошо закрытой крышкой кипятить намного быстрее, и, таким образом, электрический чайник не требует много времени для кипячения воды или молока . Чайник работает по простому физическому механизму сохранения энергии. Поэтому, если вы хотите вскипятить воду при определенной температуре, вам придется постоянно обеспечивать ее одинаковым количеством энергии. Будь то микроволновка, кастрюля, посуда или любой чайник, вам придется следовать одному и тому же принципу. По этой причине использование чайника проще, поскольку он все время обеспечивает одинаковое количество тепла для молока или воды во время приготовления кофе.

Преимущества

Мы знаем, что технология проникает во все области, и поэтому она добралась и до кухни. На этот раз речь пойдет об электрическом чайнике. Когда мы готовим кофе или чай, мы используем кастрюлю над газовой плитой и сжигаем сжиженный нефтяной газ, чтобы нагреть материал, присутствующий в кастрюле. Здесь, в случае с электрическим чайником, вам просто нужно подключить чайник к электрической розетке в вашем доме, офисе или в любом другом месте и начать заваривать чай или кофе.

Объявление

Этот электрический чайник дает множество преимуществ.

1. Вам не нужно никуда носить громоздкую и громоздкую газовую плиту. Электрические чайники меньше по размеру, поэтому их можно брать куда угодно.

2. Вам не нужно искать чайную или кофейную лавку, так как чайник с вами. Вам просто нужно взять ингредиенты и засыпать их в чайник, подключить чайник к любой электрической розетке, и ваш кофе будет готов за считанные минуты.

Связанные темы

Автор статей, специалист по поисковой оптимизации, веб-дизайнер и разработчик приложений

Популярно в сообществе

Вам может понравиться

В тренде

Знак рассылки Up

Утренняя электронная почта

Просыпайтесь самая важная новость дня.

Успешная регистрация!

Реальность доставлена ​​на ваш почтовый ящик

Вводя адрес электронной почты и нажимая «Зарегистрироваться», вы разрешаете нам отправлять вам персонализированные маркетинговые сообщения о нас и наших рекламных партнерах.