第2章
教你學修電熱水壺

2.1 熟悉電熱水壺的結構及電路工作原理圖

電熱水壺憑借其燒水方便的特點，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熱管和自動斷開裝置，給電熱水壺通電后，電熱管發熱，并將其熱能傳導給壺的底部，直至壺里的水達到沸點再斷開電源。它屬于電阻式電熱器具。

2.1.1 常見電熱水壺的外形結構

圖2－1所示的是常見的幾種電熱水壺的外形結構。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，它們的外形結構比較簡單，都是由壺蓋、壺體和底座構成的。

1.普通型電熱水壺的外形結構

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構

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構

自動保溫型電熱水壺從外形結構上看和自動斷電型電熱水壺大致相同，但它的內部電路結構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，而且在壺內水溫降到一定溫度時又自動接通電源繼續加熱，使壺內水保持一定的溫度。自動保溫型電熱水壺的外形結構如圖2－4所示。

2.1.2 常見電熱水壺的內部結構

總體來說，電熱水壺工作原理較簡單，內部結構也不算復雜，其目的就是安全地把水燒開。其內部結構主要包括電源座、突跳開關、電熱管、熱繼電器和指示氖泡等。

1.普通型電熱水壺的內部結構

圖2－5所示的是普通型電熱水壺的內部結構，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，當它檢測電熱管溫度在100℃時會彎曲變形，從而斷開電源。壺內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，達到了保護電熱管的目的。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熱部件，如圖2－7所示。其主要功能是將電能轉換成熱能。它安裝在電熱水壺的壺體內并置于水中工作。它是采用不銹鋼或經電鍍處理的銅管內裝電熱絲，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，用于指示電熱水壺加熱狀態；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部結構

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

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部結構。

2）電熱管 自動斷電型電熱水壺的電熱管呈圓形，緊貼壺底，具有良好的導熱性能。它是電阻式發熱管，工作電壓為交流220V，電熱管的冷態電阻大小與電熱水壺的功率大小有關，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，達到了保護電熱管的目的。圖2－12所示的是自動斷電型電熱水壺防干燒座的內部結構。

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

3.自動保溫型電熱水壺的內部結構

自動保溫型電熱水壺的內部結構如圖2－14所示。分為壺體內部結構和底座內部結構。壺體內部結構主要由電熱管、溫控器和連接導線組成；底座內部結構主要由壓力開關、功能切換開關、工作指示燈和連接導線組成。

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部，也是采用電阻式發熱管，工作電壓為交流220V，冷態電阻值約為80Ω。溫控器緊貼壺體底部，檢測壺底溫度，當壺內水燒開至100℃時，溫控器內部開關斷開，切斷交流電源，電熱管停止加熱；當壺內溫度低于100℃以下時，雙金屬片開關又自動接通電源，電熱管又開始加熱；重復此過程達到保溫的目的。

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

3）功能切換開關和工作指示燈 功能切換開關和工作指示燈如圖2－17所示。功能切換開關實際上是一個單刀三位開關，主要是實現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置這3個功能。工作指示燈與電熱盤并聯，額定工作電壓是交流220V，在電熱水壺加熱工作時發光，指示燒水狀態，當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交流電經電源插頭、防干燒座內部防干燒開關送到“U”形發熱管兩端，電熱管因電流的熱效應開始對水加熱，工作指示燈亮，壺內水溫不斷上升，水溫達100℃時水蒸氣沖出壺蓋鳴笛，告知用戶水已燒開，應立即拔掉電源插頭。燒水工作原理圖如圖2－19所示。

2）防干燒工作原理 當壺內水溫達到100℃表明水已被燒開，這時如果用戶沒有拔掉電源插頭，壺內水可能會燒干，當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，切斷電熱管的電源，保護電熱管不被燒壞。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，這時交流220V電壓經防干燒開關、突跳開關送到電熱管兩端，電熱管因電流的熱效應開始對水加熱，工作指示燈亮。壺內水溫不斷上升，當壺內溫度達到100℃時，水開始沸騰，蒸汽沖擊蒸汽開關上面的雙金屬片，由于熱脹冷縮的作用，雙金屬片膨脹變形，頂開開關觸點斷開電源，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 如果突跳開關失效，壺內的水會一直燒下去，直到水被燒干，發熱元件溫度急劇上升，位于發熱盤底部的兩個雙金屬片，會因為熱傳導作用而溫度急劇上升，膨脹變形，將兩個防干燒開關斷開，從而切斷電源，保護電熱管不被燒壞。因此電熱水壺的安全保護裝置是設計的非常科學和可靠的。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，壓力開關在壺的重力作用下被接通，這時用戶將功能切換開關按到自動功能處，交流220V電壓經壓力開關、功能切換開關、溫控器加到電熱盤兩端，工作指示燈亮，電熱盤開始對壺內水加熱，壺內水溫不斷上升，當溫控器檢測到壺內水溫達到100℃時，溫控器內部開關觸點斷開，切斷電熱管電流，電熱管停止加熱，工作指示燈熄滅；當壺內水溫降到一定值時，溫控器內部開關觸點又閉合，電熱管又開始加熱；當水溫又達到100℃時，溫控器內部觸點又斷開，電熱管又停止加熱；重復此過程達到了保溫的目的。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，壓力開關在壺的重力作用下被接通，這時用戶將功能切換開關按到手動功能處，交流220V電壓經壓力開關、功能切換開關直接加到電熱管兩端，工作指示燈亮，電熱盤開始對壺內水進行加熱，壺內水溫不斷上升，當溫度達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，在這種狀態下需用戶值守。手動燒水工作原理圖如圖2－26所示。