第2章
教你學(xué)修電熱水壺

2.1 熟悉電熱水壺的結(jié)構(gòu)及電路工作原理圖

電熱水壺憑借其燒水方便的特點(diǎn)，廣泛用于家庭、辦公室和賓館等場所。在它的底部安裝一根發(fā)熱管和自動斷開裝置，給電熱水壺通電后，電熱管發(fā)熱，并將其熱能傳導(dǎo)給壺的底部，直至壺里的水達(dá)到沸點(diǎn)再斷開電源。它屬于電阻式電熱器具。

2.1.1 常見電熱水壺的外形結(jié)構(gòu)

圖2－1所示的是常見的幾種電熱水壺的外形結(jié)構(gòu)。電熱水壺按外殼材料可分為塑料型電熱水壺和不銹鋼型電熱水壺，但從性能上分可將電熱水壺分為普通型、自動斷電型和自動保溫型。從圖2－1中可以看出，它們的外形結(jié)構(gòu)比較簡單，都是由壺蓋、壺體和底座構(gòu)成的。

1.普通型電熱水壺的外形結(jié)構(gòu)

普通型電熱水壺一般有兩種，一種是簡單不銹鋼電熱水壺，另一種是簡單鋁合金電熱水壺，如圖2－2所示。

2.自動斷電型電熱水壺的外形結(jié)構(gòu)

自動斷電型電熱水壺一般也有兩種，一種是塑料型電熱水壺，另一種是不銹鋼型電熱水壺，如圖2－3所示。

3.自動保溫型電熱水壺的外形結(jié)構(gòu)

自動保溫型電熱水壺從外形結(jié)構(gòu)上看和自動斷電型電熱水壺大致相同，但它的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和自動斷電型的不同，在它的底部自帶保溫器，不僅能在水燒開后自動斷電，而且在壺內(nèi)水溫降到一定溫度時又自動接通電源繼續(xù)加熱，使壺內(nèi)水保持一定的溫度。自動保溫型電熱水壺的外形結(jié)構(gòu)如圖2－4所示。

2.1.2 常見電熱水壺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

總體來說，電熱水壺工作原理較簡單，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不算復(fù)雜，其目的就是安全地把水燒開。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包括電源座、突跳開關(guān)、電熱管、熱繼電器和指示氖泡等。

1.普通型電熱水壺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖2－5所示的是普通型電熱水壺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它由防干燒座、“U”形電熱管、氖泡指示燈和密封墊圈組成。

1）防干燒座 主要用于連接電源線，給“U”形電熱管供電。另外，防干燒座的背面有一個雙金屬片溫控器緊貼電熱管，當(dāng)它檢測電熱管溫度在100℃時會彎曲變形，從而斷開電源。壺內(nèi)有水時一般不會超出100℃以上，但干燒時溫度會很高，溫控器會斷開電源，達(dá)到了保護(hù)電熱管的目的。防干燒座如圖2－6所示。

2）“U”形電熱管 “U”形電熱管是電熱水壺的發(fā)熱部件，如圖2－7所示。其主要功能是將電能轉(zhuǎn)換成熱能。它安裝在電熱水壺的壺體內(nèi)并置于水中工作。它是采用不銹鋼或經(jīng)電鍍處理的銅管內(nèi)裝電熱絲，再用絕緣材料封裝而成的。

3）氖泡指示燈和密封墊圈 圖2－8所示的是氖泡指示燈和密封圈的實(shí)物圖。氖泡指示燈安裝在防干燒座上，電熱水壺工作時和電熱管并聯(lián)，用于指示電熱水壺加熱狀態(tài)；密封圈呈圓形，它是個耐熱性能好、無毒的密封橡膠墊圈，安裝在電熱水壺壺體的側(cè)下部，一方面用于將干燒座和壺體絕緣，另一作用是防漏水。

2.自動斷電型電熱水壺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖2－9所示的是自動斷電型電熱水壺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，分底座內(nèi)部結(jié)構(gòu)和壺體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。底座內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要是電源插座，向電熱水壺提供交流220V電源；壺體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由電熱管、防干燒座、突跳開關(guān)和氖泡指示燈組成。

1）電源插座 安裝在電熱水壺底座中間，連接交流220V電源線后給電熱水壺電熱管供電。其內(nèi)部是接觸彈片，在電熱水壺的重力作用下與防干燒座緊密連接。圖2－10所示的是電源插座的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2）電熱管 自動斷電型電熱水壺的電熱管呈圓形，緊貼壺底，具有良好的導(dǎo)熱性能。它是電阻式發(fā)熱管，工作電壓為交流220V，電熱管的冷態(tài)電阻大小與電熱水壺的功率大小有關(guān)，一般約為30～60Ω。自動斷電型電熱水壺的電熱管如圖2－11所示。

3）防干燒座 自動斷電型電熱水壺的防干燒座安裝在電熱管的底部，主要用于給電熱管供電。另外，防干燒座的背面有兩個雙金屬片溫控器緊貼壺底，時刻檢測壺底溫度，它們檢測到100℃的壺底溫度時會彎曲變形，從而斷開電源，壺內(nèi)有水時一般不會超出100℃以上，但干燒時溫度會很高，溫控器會斷開電源，達(dá)到了保護(hù)電熱管的目的。圖2－12所示的是自動斷電型電熱水壺防干燒座的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

4）突跳開關(guān)和氖泡指示燈 電熱水壺的突跳開關(guān)負(fù)責(zé)接通和斷開電源，它安裝在電熱水壺的手柄頂部。用戶在燒水前，必須將此開關(guān)按下接通電源，電熱管才能加熱。當(dāng)水溫上升到100℃，水開始沸騰，蒸汽沖擊蒸汽開關(guān)上面的雙金屬片，由于熱脹冷縮的作用，雙金屬片膨脹變形，頂開開關(guān)觸點(diǎn)，從而斷開電源。氖泡指示燈和電熱管并聯(lián)，突跳開關(guān)接通后，氖泡開始發(fā)亮指示燒水工作狀態(tài)，當(dāng)水燒開后突跳開關(guān)自動斷開切斷電源，氖泡指示燈滅，指示用戶水已燒開。突跳開關(guān)和氖泡指示燈如圖2－13所示。

3.自動保溫型電熱水壺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

自動保溫型電熱水壺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2－14所示。分為壺體內(nèi)部結(jié)構(gòu)和底座內(nèi)部結(jié)構(gòu)。壺體內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由電熱管、溫控器和連接導(dǎo)線組成；底座內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由壓力開關(guān)、功能切換開關(guān)、工作指示燈和連接導(dǎo)線組成。

1）電熱管和雙金屬片溫控器 電熱管和溫控器如圖2－15所示。電熱管安裝在壺體內(nèi)部，也是采用電阻式發(fā)熱管，工作電壓為交流220V，冷態(tài)電阻值約為80Ω。溫控器緊貼壺體底部，檢測壺底溫度，當(dāng)壺內(nèi)水燒開至100℃時，溫控器內(nèi)部開關(guān)斷開，切斷交流電源，電熱管停止加熱；當(dāng)壺內(nèi)溫度低于100℃以下時，雙金屬片開關(guān)又自動接通電源，電熱管又開始加熱；重復(fù)此過程達(dá)到保溫的目的。

2）壓力開關(guān) 壓力開關(guān)如圖2－16所示。兩個壓力開關(guān)分別串聯(lián)在火線和零線中，在裝滿水的電熱水壺的重力作用下將這兩個壓力開關(guān)接通，可以將交流220V電源經(jīng)功能切換開關(guān)加到電熱管兩端；在電熱水壺沒放上底座時，壓力開關(guān)是斷開的，220V電源無法加到電熱管兩端，從而保證了用戶使用安全。

3）功能切換開關(guān)和工作指示燈 功能切換開關(guān)和工作指示燈如圖2－17所示。功能切換開關(guān)實(shí)際上是一個單刀三位開關(guān)，主要是實(shí)現(xiàn)電熱水壺的自動燒水、手動燒水功能和停止燒水功能。在底座上用戶可以設(shè)置這3個功能。工作指示燈與電熱盤并聯(lián)，額定工作電壓是交流220V，在電熱水壺加熱工作時發(fā)光，指示燒水狀態(tài)，當(dāng)電熱水壺中的水燒開后，由于雙金屬片保溫器斷開，工作指示燈滅，表示水已燒開。

2.1.3 常見電熱水壺電路的工作原理

1.普通型電熱水壺電路的工作原理

普通型電熱水壺電路的工作原理圖如圖2－18所示。

1）燒水工作原理 220V交流電經(jīng)電源插頭、防干燒座內(nèi)部防干燒開關(guān)送到“U”形發(fā)熱管兩端，電熱管因電流的熱效應(yīng)開始對水加熱，工作指示燈亮，壺內(nèi)水溫不斷上升，水溫達(dá)100℃時水蒸氣沖出壺蓋鳴笛，告知用戶水已燒開，應(yīng)立即拔掉電源插頭。燒水工作原理圖如圖2－19所示。

2）防干燒工作原理 當(dāng)壺內(nèi)水溫達(dá)到100℃表明水已被燒開，這時如果用戶沒有拔掉電源插頭，壺內(nèi)水可能會燒干，當(dāng)電熱管上面沒水后就會干燒，這時防干燒座的背面的雙金屬片溫控器檢測到電熱管溫度在100℃以上時，雙金屬彈片會彎曲變形，從而斷開防干燒開關(guān)，切斷電熱管的電源，保護(hù)電熱管不被燒壞。防干燒工作原理圖如圖2－20所示。

2.自動斷電型電熱水壺電路的工作原理

自動斷電型電熱水壺電路的工作原理圖如圖2－21所示。

1）燒水工作原理 電源插頭接上市電，電熱水壺裝滿水放入底座后，再按下突跳開關(guān)，這時交流220V電壓經(jīng)防干燒開關(guān)、突跳開關(guān)送到電熱管兩端，電熱管因電流的熱效應(yīng)開始對水加熱，工作指示燈亮。壺內(nèi)水溫不斷上升，當(dāng)壺內(nèi)溫度達(dá)到100℃時，水開始沸騰，蒸汽沖擊蒸汽開關(guān)上面的雙金屬片，由于熱脹冷縮的作用，雙金屬片膨脹變形，頂開開關(guān)觸點(diǎn)斷開電源，工作指示燈熄滅，告知用戶水已燒開。燒水工作原理圖如圖2－22所示。

2）防干燒工作原理 如果突跳開關(guān)失效，壺內(nèi)的水會一直燒下去，直到水被燒干，發(fā)熱元件溫度急劇上升，位于發(fā)熱盤底部的兩個雙金屬片，會因為熱傳導(dǎo)作用而溫度急劇上升，膨脹變形，將兩個防干燒開關(guān)斷開，從而切斷電源，保護(hù)電熱管不被燒壞。因此電熱水壺的安全保護(hù)裝置是設(shè)計的非常科學(xué)和可靠的。防干燒工作原理圖如圖2－23所示。

3.自動保溫型電熱水壺電路的工作原理

自動保溫型電熱水壺電路的工作原理圖如圖2－24所示。

1）自動燒水、保溫工作原理 電熱水壺裝滿水后，把它放入底座中，壓力開關(guān)在壺的重力作用下被接通，這時用戶將功能切換開關(guān)按到自動功能處，交流220V電壓經(jīng)壓力開關(guān)、功能切換開關(guān)、溫控器加到電熱盤兩端，工作指示燈亮，電熱盤開始對壺內(nèi)水加熱，壺內(nèi)水溫不斷上升，當(dāng)溫控器檢測到壺內(nèi)水溫達(dá)到100℃時，溫控器內(nèi)部開關(guān)觸點(diǎn)斷開，切斷電熱管電流，電熱管停止加熱，工作指示燈熄滅；當(dāng)壺內(nèi)水溫降到一定值時，溫控器內(nèi)部開關(guān)觸點(diǎn)又閉合，電熱管又開始加熱；當(dāng)水溫又達(dá)到100℃時，溫控器內(nèi)部觸點(diǎn)又?jǐn)嚅_，電熱管又停止加熱；重復(fù)此過程達(dá)到了保溫的目的。其工作原理圖如圖2－25所示。

2）手動燒水工作原理 電熱水壺裝滿水后，把它放入底座中，壓力開關(guān)在壺的重力作用下被接通，這時用戶將功能切換開關(guān)按到手動功能處，交流220V電壓經(jīng)壓力開關(guān)、功能切換開關(guān)直接加到電熱管兩端，工作指示燈亮，電熱盤開始對壺內(nèi)水進(jìn)行加熱，壺內(nèi)水溫不斷上升，當(dāng)溫度達(dá)100℃時水開始沸騰。由于手動燒水工作時，溫控器沒被接入電路而不工作，所以水溫不斷上升，這時用戶要及時把水壺取下或拔掉電源才不會把水燒干，如果采用手動燒水且無人值守，會把電熱管燒壞，所以，在這種狀態(tài)下需用戶值守。手動燒水工作原理圖如圖2－26所示。