电水壶
图甲所示是常见的电水壶,它的工作原理是:接通电源加热后,水温逐步上升到100℃,水开始沸腾,水蒸气使双金属片变形推动蒸汽开关,从而使电水壶在水烧开后自动断电(下次烧水需重新闭合蒸汽开关).如果蒸汽开关失效,壶内的水会一直烧下去,直到水被烧干,发热元件温度急剧上升,位于发热盘底部也有一个双金属片开关,会因为热传导作用温度急剧上升,膨胀变形,断开电源.
图乙是双金属片温控原理图,A为双金属片,由两层不同金属粘合而成,受热时二者膨胀的快慢不同.在未通电和低于预定温度时,双金属片A和静片B上的触点接通,电路正常工作,当温度达到预定温度时,双金属片向左弯曲(温度越高,弯曲程度越大),电路断开.C是调节旋钮,调节它可改变双金属片与静片弹性接触的力度,从而调节双金属片段开的温度.
图丙是传统电水壶用电热丝(实线①)及PTC材料(实线②)的电阻随温度变化的关系图象.若使用PTC加热元件代替电热丝,可以有效防止因为干烧而出现的着火危险.PTC加热元件的自动控制温度性能是绝对可靠的,它靠的是PTC本体内的电阻变化而控制温度,而不是依靠任何触点控制.所以现在很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件.
智能洁具
智能洁具(智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等),具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能,已进入百姓家庭.
某智能洁具为确保安全,插头带漏电保护装置,工作原理如图甲,连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯,正常工作时,两线中的电流相等;若火线与零线中的电流不等,绕在铁芯上的线圈会产生电流,经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源.
这种洁具装有红外线感应装置,当人靠近时,感应装置自动升起洁具盖子;启动洗净功能,加热器将水快速加热至温控装置预设的温度,水泵喷水实施清洗,喷水杆采用纳米银(直径为纳米级的银单质)材料,杀菌效果好;清洗结束,暖风烘干机自动开启烘干功能.表一为该洁具的部分参数,表二为水泵的性能测试参数(表中流量指单位时间内水泵抽送水的体积;扬程指水泵能将水提升的高度).
表一
额定电压 | 220V | 清洗喷水量 | 0.8L/min~1.2L/min |
烘干机额定功率 | 180W | 加热器额定功率 | 2100W |
表二
流量Q/(×10﹣4m3•s﹣1) | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 |
扬程H/m | 1.25 | 1.80 | 5.00 | 7.20 |
①适当(填“增大”或“减小”)电源电压,可使控制水温的预设值升高;
②电源电压设定为10V,当R1接入电路的阻值为6Ω时,R2的电功率为4W,此时加热电路恰好被切断.若预设的水温相对较高,则控制电压U1是V.