Схема устройства и принцип работы электрочайника
Centr86.ru

Ремонт бытовой техники

Схема устройства и принцип работы электрочайника

Как устроен электрический чайник

Электрический чайник можно обнаружить практически на каждой кухне, а для любого офиса это просто незаменимая вещь. Он быстро вскипят воду для приготовления чайного или кофейного напитка, а иногда поможет получить кипяток для варки круп и макарон. Но вряд ли кто из хозяек задумывается над тем, как устроен электрический чайник.

Принцип работы электрического чайника

В настоящее время существует огромное множество разновидностей электрочайника. При покупке глаза просто разбегаются от предоставленного выбора.

Однако принцип работы у всех агрегатов для кипячения и нагрева воды остается одним и тем же. Все они устроены совершенно одинаково и совсем несложно. Так что есть вероятность, что починить прибор можно будет и в домашних условиях, если таковая необходимость возникнет, а мастерской не окажется поблизости или не захочется тратить деньги на устранение легкой поломки.

Сам чайник состоит из:

  • корпуса;
  • подставки;
  • нагревательного элемента;
  • термостата.

И это все элементы.

Принцип работы чайника и того проще. Холодная вода наливается внутрь корпуса, прибор устанавливается на имеющуюся в комплекте подставку, вилка включается в розетку. Теперь достаточно включить прибор с помощью кнопки или клавиши. Такие включатели чаще всего располагают на верхней части ручки или под ней. Иногда они встраиваются в крышку электрического чайника.

При включении происходит активизация нагревательного элемента, расположенного в нижней части чайника. Он нагревает воду до кипения, образуется водяной пар, который, поднимаясь, влияет на специальные пластины, вмонтированные в крышку чайника. Подобные биметаллические поверхности отключают чайник в автоматическом режиме. Как видно, принцип кипячения довольно прост.

В качестве материала для корпуса обычно используют термостойкую пластмассу или нержавеющую сталь. Иногда встречаются чайники с корпусом из прочного стекла. И совсем редко керамические корпуса.

Каждый материал имеет свои достоинства и недостатки. Пластмасса может издавать неприятный запах и быстро теряет привлекательный вид. Металл сильно нагревается, поэтому случайное прикосновение может привести к ожогу. Это же относится и к стеклянным изделиям. Корпуса из керамики являются тяжелыми и легко бьются.

Разделяются чайники и по объему воды: наиболее распространены модели, рассчитанные на 1,5-2 литра. Но можно найти совсем крохотные устройства на пару чашек.

Скорость закипания воды определяется мощностью устройства. Наиболее оптимальным вариантом считается мощность в 2000 ватт.

Подставка имеет круглую форму, в центре платформы установлен специальный контакт. Он-то как раз и отвечает за подключение к электрической сети. Когда чайник снимается с платформы, контакт размыкается.

Иногда в носике располагают специальную сетку-фильтр от накипи. Но этот дополнительный элемент никак не влияет на функционирование прибора.

Разновидности ТЭН

Основной и единственный нагревательный элемент представлен трубчатым электрическим нагревателем (ТЭНом). Он смоделирован всего в двух разновидностях:

  • Для дешевых моделей ТЭНом служит открытая спираль, выполненная из нержавеющей стали. Такой элемент постоянно соприкасается с водой и вызывает образование накипи. Так что корпус и сам элемент приходится постоянно очищать.
  • Более дорогие модели снабжаются диском, который не имеет прямого доступа к воде. Соответственно, подобный прибор прослужит гораздо дольше, да и хлопот по его очистке совсем не много. Чайники подобного типа легче мыть, и по внешнему виду они дольше сохраняют свою привлекательность.

Механизм автоматического отключения

Функция автоматического отключения присутствует во всех современных электрочайниках. Именно такой механизм спасает прибор от сгорания, а помещение от пожара. Срабатывает это устройство в том случае, когда пытаются включить чайник без воды.

Принцип действия так же прост, как и отключение чайника после нагревания воды до точки кипения. ТЭН нагревает воздух внутри корпуса, он соприкасается с пластинами в крышке прибора и, при достижении определенной температуры, те разъединяют контакт с электрической сетью.

Совет! Если электрочайник в течение длительного времени автоматически не выключается, необходимо проверить плотность закрытия крышки.

Система защиты от перегрева

Если автоматическое отключение по каким-то причинам не сработало, включается встроенная система защиты от перегрева. Работает это следующим образом: ТЭН продолжает разогреваться, но при этом начинается процесс плавления специального штифта, один конец которого упирается в корпус нагревательного элемента. Штифт постепенно уменьшается в размерах и размыкает контакт.

И все бы хорошо, но подобный механизм может сработать только один раз, после чего чайник работать прекращает.

Подсветка и индикация включения

Большинство электрочайников обладают индикатором включения. Он начинает работать одновременно с включением кнопки пуска. Поэтому если индикатор не загорелся, следует проверить включение вилки в розетку или попробовать поставить чайник на подставку еще раз. Вполне может быть, что прибор был установлен криво, и подключение к сети не произошло.

Подобная подсветка представлена чаще всего в виде неоновой лампочки в кнопке включения. Более дорогие модели имеют светодиодную подсветку воды.

Несложная чистка, включение только при наличии воды помогут прожить чайнику гораздо дольше и радовать владельцев вкусным и душистым напитком без дополнительных примесей.

Чайник(электрочайник). Устройство и работа. Выбрать. Плюсы и минусы

В непрерывном течении нашей повседневной рутины многим людям часто приходится кипятить воду. Если вы заядлый любитель чая, или вам нравится время от времени выпить чашечку растворимого кофе, вам обязательно пригодится электрический чайник. Он имеет несколько преимуществ перед просто кипящей водой в кастрюле на плите, в том числе легкость наполнения и сокращение времени нагрева. Эти бытовые приборы бывают всех форм и размеров, от простых и утилитарных до тех, которые выглядят, как произведения искусства. В настоящее время они имеют множество функций и изготавливаются из самых разных материалов, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.

Устройство и принцип работы

Чайники относятся к числу простейших бытовых приборов. В нижней части находится герметичный электрический нагревательный элемент. Над ним расположена емкость, содержащая воду. Этот резервуар может быть как съемным, так и встроенным. Элементы управления находятся снаружи корпуса. Как правило, есть кнопка (включения / выключения), термостат (автоматический выключатель) и шнур питания для подключения к электрической розетке.

Нагревательный элемент

Когда вы вставляете шнур питания в розетку и нажимаете на кнопку включения, электрический ток течет в нагревательный элемент. Сопротивление элемента (тенденция, при которой любой материал должен прекратить протекание потока электричества) превращает электрическую энергию в тепло. Другими словами, когда электричество втекает в нагреватель, он становится горячим. И, поскольку он находится в прямом контакте с холодной водой, тепло проходит в воду и быстро ее нагревает.

Термостат

Нагревательный элемент управляется термостатом. Самый простой, механический термостат, он находится чаще всего под дном емкости с водой. Он состоит из пластин двух разных металлов (склеенных друг с другом), один из которых расширяется быстрее, чем другой, при повышении температуры. Термостат изогнут в одном направлении, но когда горячая вода достигает точки кипения, пар по каналу достигает термостата, пластины выгибаются в другую сторону и толкают рычаг, который отключает чайник.

Сегодня существуют термостаты, позволяющие нагревать воду только до определенной температуры, не доводя до кипения. Такой термостат имеет переменное сопротивление внутри. Чем выше вы устанавливаете температуру, тем ниже сопротивление. Небольшой ток проходит через термостат, обычно управляя электронным переключателем, называемым терморегулятором.

Читать еще:  Подключение стиральной машины автомат к водопроводу, канализации и электричеству

Терморегулятор, в свою очередь, управляет нагревательным элементом. Когда в термостате сопротивление возрастает, протекает меньше тока, что приводит к уменьшению потока тока через нагревательный элемент. Это сохраняет нагревательный элемент и емкость с водой от перегревания. Когда сопротивление уменьшается, ток через термостат увеличивается, что приводит к тому, что терморегулятор увеличивает поток электричества через нагревательный элемент. Это повышает температуру воды.

Достоинства и недостатки электрических чайников
Плюсы
  • Это универсальное устройство, которое можно использовать для кипячения воды, приготовления чая и даже для варки яиц. Такое многоцелевое использование, безусловно, делает его вашим незаменимым помощником для ежедневного использования дома и в офисе.
  • В большинстве случаев вскипятить воду в таком чайнике можно намного быстрее, чем на обычной плите, экономя ваше время. Время, затрачиваемое на наблюдение за плитой, можно использовать для других важных вещей, которые есть в вашей жизни. Несомненно, это одно из главных преимуществ таких устройств.
  • Благодаря улучшенной технологии эти приборы более энергоэффективны, что снижает нагрузку на ваш бюджет. Однако, самые крупные модели могут вносить существенный вклад в счета за электричество, поскольку они тратят больше времени, чтобы нагреть воду и потребляют больше электроэнергии.
  • Они удобны в использовании и достаточно мобильны. И даже беспроводные, доступные для путешествий, призваны облегчить вам жизнь. Также имеются модели, которые могут работать от разъема автомобильного зарядного устройства.
  • Имеющиеся датчики автоматически выключают нагревание при достижении желаемой температуры, позволяя вам кипятить воду, не беспокоясь о перегреве или выкипании.
Минусы
  • Электрические чайники часто изготовлены из пластика, что дает повод для некоторых людей сомневаться, что они обеспечивают полную пожаробезопасность, и не чувствовать себя комфортно с прибором из нагревающегося пластика и электричеством.
  • Та же причина заставляет некоторых избегать микроволновых печей. Они могут восприниматься как вредные для здоровья. В некоторых частях мира люди по-прежнему предпочитают бронзу или сталь для нагрева воды.
  • Пластмасса может расплавиться или вызвать изменение вкуса из-за вымывания. А ржавчина на нагревательном элементе может сделать изменение цвета и вкуса очевидным.
  • Несмотря на то, что сам прибор относительно недорог, в процессе работы он использует электричество и может значительно увеличить ваш счет за электроэнергию.
  • И, хотя у этих электрических приборов есть много преимуществ, они все-таки дороже по сравнению с традиционными печными чайниками. Вам ни к чему тратить на них деньги, если вы хотите только время от времени кипятить воду. Возможно, металлическая посуда сделает такую работу лучше. Сегодня люди во многих странах по-прежнему не используют чайник в качестве предмета для ежедневного использования.
Как выбрать чайник

Материал корпуса
  • Пластик. Это самые дешевые. Однако, они недостаточно прочны, а пластмассовый корпус может оставлять послевкусие в воде.
  • Нержавеющая сталь. Такие приборы самые прочные, и прослужат вам, по крайней мере, несколько лет. По этой же причине они очень легко чистятся, не впитывая химические очистители в поверхность резервуара.
  • Стекло. Очень красиво смотрятся пузырьки закипающей воды внутри прозрачной емкости. Кроме того, стекло — экологически чистый материал. Но он также и достаточно хрупкий, поэтому часто трескается. А если у вас жесткая питьевая вода, то следы от осадка солей на прозрачных стенках придется очень часто счищать.
  • Керамика. Эти достаточно дорогие подойдут для любителей классического дизайна и традиционного сырья для изготовления корпуса.
Мощность.

Одним из наиболее важных параметров является то, как быстро закипает вода. Самые медленные устройства могут занимать почти в два раза больше времени, чем самые быстрые. Соответственно, и мощность средних моделей объемом 1,5-1,7 л может колебаться от 1500 до 2500 Вт. Кроме того, самый маленький объем означает и наименьшую мощность, и наоборот — чем больше емкость, тем мощнее чайник. Надо помнить, что чем мощнее электроприбор, тем более он потребляет электричества, и, следовательно, становится дороже в эксплуатации.

Объем.

Объем варьируется в диапазоне от кипячения в нем воды только для двух чашек чая (0,5 литра), до больших термопотов объемом 3л, чтобы иметь возможность приготовить до 12 чашек. Подходящий для вас размер зависит от количества членов семьи и того, насколько часто вы пьете чай в течение дня.

Мобильность.

Наличие отдельного от корпуса основания с электрическим шнуром дает возможность перемещать чайник из одного места в другое и обслуживать его, не таская шнур за собой. Кроме того, база-основание может иметь центральное крепление к корпусу, что дает возможность вращения резервуара с водой на 360 градусов.

Уровень шума.

Громкий шум при кипячении может быть настоящим раздражителем — некоторые устройства могут очень сильно нарушить тишину и покой в вашем доме.

Размер и вес.

Чайник вы, вероятно, будете использовать каждый день, поэтому он не должен вызывать чрезвычайного напряжения, чтобы удержать его в руках. Кроме того, если вы найдете чайник громоздким, когда он пуст, его, вероятно, можно оставить на полке.

Принцип работы электрочайника

Трудно представить современную жизнь без электрочайников. Высокая скорость нагрева, привлекательный внешний вид и низкое количество потребляемой энергии сделали его незаменимым прибором на любой кухне, как в доме, так и в офисе. Данная статья ознакомит вас с устройством современного электрочайника и поможет разобраться во всех тонкостях его работы.

Немного истории

Идея создания такого устройства принадлежит американскому полковнику Кромптону, который впервые продемонстрировал свое изобретение на Чикагской всемирной ярмарке 1893 года. Нагревательный элемент был вмонтирован в подставку чайника, что на порядок увеличивало время и расход электроэнергии, требуемой для нагрева воды. Из-за указанных недостатков, устройство не смогло привлечь к себе внимание широкой публики.

Взяв за основу идею Кромптона, англичанин Артур Лардж усовершенствовал модель, установив нагревательный элемент прямо во внутреннюю поверхность прибора, что позволило сократить время нагрева до минимума.

Первый электрочайник серийного производства был выпущен в Германии в начале 20 столетия компанией AEG. Некоторые модели до сих пор можно встретить в музеях современного дизайна по всему миру.

Виды ТЭН

Современные модели электрических чайников состоят из следующих компонентов:

  • специальная подставка,
  • нагревательный элемент,
  • корпус,
  • стеклянная колба,
  • термостат.

Так как основной частью любого чайника является нагревательный элемент (ТЭН), то по своей конструкции устройства классифицируются по типу нагревательной поверхности.

  1. Нагревательная поверхность открытого типа, как правило, представляет собой пластину из нержавеющей стали, которая располагается на дне корпуса и имеет непосредственный контакт с водой. Такой тип ТЭНов характерен для моделей низкого ценового диапазона.
  2. Нагревательная поверхность закрытого типа представлена специальной поверхностью, изолированной от контакта с водой. Это позволяет избежать возникновения накипи на стенках и на самом ТЭНе устройства. Устройства с такими нагревательными поверхностями характеризуются более высокой стоимостью.

Как все работает

Для того чтобы понять, как работает любое устройство, необходимо ознакомится с его схемой. Схема электрочайника выглядит следующим образом:

Электрический ток подается на контакты специальной подставки XP1. Далее ток проходит через терморегулятор S1. С данного регулятора ток поступает на контакты ТЭНа. HL – световой индикатор. S2 — выключатель тепловой защиты, который не участвует в процессе нагрева воды. Он срабатывает лишь в том случае, если колба чайника пуста.

Данная схема чайника довольно условна и может отличаться в зависимости от модели и количества дополнительных функций устройства.

В более обобщенном виде, принцип работы электрочайника заключается в последовательном осуществлении следующих действий:

  1. Устанавливая устройство на специальную подставку, пользователь подключает чайник к электросети и нажатием кнопки активирует работу аппарата. Посредством электрического тока, нагревательный элемент кипятит воду. Максимально допустимая температура нагрева для таких приборов составляет 100 градусов по Цельсию. Из-за различных примесей, присутствующих в водопроводной воде, это значение может снизиться до 93-95 градусов.
  2. Термостат определяет температуру нагрева воды и, после достижения определенной отметки, автоматически отключает подачу электричества на нагревательный элемент.
  3. Если на вашем устройстве установлен режим поддержания температуры, чайник будет осуществлять постоянный подогрев воды после ее остывания до определенной температуры.

Многие современные модели устроены по принципу термоса: внутренняя колба изолирована от внешнего корпуса «воздушной подушкой», что способствует более долгому сохранению высокой температуры.

При выборе электрического чайника стоит обратить на материал, из которого он сделан. Устройства с металлической основой дольше всего нагреваются и используют большое количество энергии. Керамические чайники долго сохраняют тепло и отличаются более высокой скоростью нагрева.

Читать еще:  Какой сварочный аппарат лучше купить для дома, дачи или гаража

Керамический чайник Rolsen RK-1008 C

Механизм автоматического отключения

В основе данного механизма лежит биметаллическая пластина, которая реагирует на количество горячего пара, поступающего из колбы аппарата. В разных моделях устройств этот механизм располагается в разных местах, что не оказывает никакого влияния на эффективность или долговечность.

При закипании вода начинает выделять большое количество горячего пара, который проходит через трубку к специальной пластине. Горячий пар нагревает язычок пластины и, под действием температуры, она надавливает на кнопку переключателя.

Как правило, в качестве трубки для передачи пара используют полость ручки-держателя. Этот вариант является наиболее предпочтительным, поскольку исключается возможность возникновения протечки.

Меры предосторожности

Перед тем, как начать пользоваться чайником, следует внимательно ознакомиться с инструкцией по эксплуатации. Если по каким-либо причинам она отсутствует, необходимо придерживаться следующих правил.

  1. Никогда не включайте прибор, если количество воды в нем не превышает минимально допустимое значение. В противном случае это приведет к сгоранию электросхемы.
  2. Для бесперебойной работы прибора рекомендуется использовать отдельную розетку.
  3. Никогда не накрывайте корпус чайника другими предметами.
  4. Если сетевой провод вышел из строя или был поврежден, прекратите пользование устройством.
  5. Регулярно производите чистку внутренней поверхности, предварительно отключив прибор от электросети.

Как устроен электрический чайник

Электрочайники наравне с другими бытовыми приборами прочно вошли в нашу повседневную жизнь. Трудно найти квартиру или офис, в котором бы его не было.

Принцип работы электрического чайника

Несмотря на огромнейший выбор моделей, устроены они все одинаково и достаточно просто. Понимая принцип работы, можно даже починить электрочайник самостоятельно, если возникнет такая необходимость.

Устройство чайника элементарное:

  • Корпус,
  • Подставка,
  • Нагревательный элемент,
  • Стеклянная колба,
  • Термостат.

Итак, рассмотрим, как же работает этот бытовой прибор. Внутрь корпуса наливают холодную воду, устанавливают на подставку и вставляют вилку в розетку. Далее включают прибор кнопкой или клавишей, которая может находиться как под ручкой, так и над ней, или быть встроена в крышку.

Потом начинает свою работу нагревательный элемент, расположенный в нижней части прибора. Вода нагревается до кипения и преобразовывается в пар, который оказывает действие на биметаллические пластины. Данные пластины в автоматическом режиме как раз и отключают электрочайник. Как видите, механизм абсолютно простой.

Для изготовления корпуса чаще всего используется термостойкая пластмасса или нержавеющая сталь, также достаточно распространены модели со стеклянным корпусом, реже керамические. К недостаткам пластиковых чайников можно отнести неприятный запах при нагревании и менее презентабельный вид. В то же время корпус из металла или стекла сильнее нагревается, и, случайно дотронувшись до него, можно обжечься.

Керамические модели тяжёлые и легко разбиваются. Объём ёмкости для воды, как правило, составляет от 1,5 до 2 литров.

Подставка представляет собой круглую платформу с контактом посередине. Через этот контакт нагревательный элемент подключается к электросети. Соответственно, снимая чайник с подставки, вы размыкаете контакты и автоматически отключаете его.

Из дополнительных элементов может присутствовать фильтр от накипи, который находится в носике чайника и представляет собой мелкую сетку.

Чем больше мощность чайника, тем быстрее закипает вода. Оптимальной считается мощность около 2000 Вт.

Разновидности ТЭН

Главным нагревательным элементом электрочайника является трубчатый электрический нагреватель (ТЭН). Он может быть выполнен в одном из 2 следующих вариантов:

  1. Открытая спираль из нержавеющей стали, которая располагается внизу корпуса и постоянно соприкасается с водой. Такой тип ТЭНов преобладает в более дешёвых моделей. Для этих приборов характерно образование накипи внутри корпуса, которую приходится периодически чистить.
  2. Диск, расположенный внутри корпуса и не имеющий непосредственного контакта с водой. Преимуществом такого варианты является отсутствие накипи на стенках ёмкости для воды и на ТЭНе устройства, соответственно эти модели легче мыть. Однако приборы такого типа относятся к более дорогой категории.

Механизм автоматического отключения

Во всех современных моделях электрочайников предусмотрена функция автоматического отключения. Многих забывчивых людей она спасает от сгорания прибора и от возникновения пожара в помещении. Эта функция срабатывает, когда прибор включили, а воду налить забыли.

Действие её элементарное, нагревается корпус ТЭНа и начинает нагревать биметаллическую пластину, когда температура превысит максимально допустимое значение, пластина изогнётся и разомкнёт контакты, выключив чайник.

Внимание! Если чайник кипит длительное время и не отключается, проверьте, плотно ли закрыта крышка прибора.

Система защиты от перегрева

Если же механизм автоматического отключения по какой-то причине не сработает, в этом случае предусмотрена в современных приборах защита от перегрева. Как это работает: ТЭН нагревается далее, затем начинает плавиться специальный штифт, который одним концом упирается в корпус ТЭНа. Он становится меньшего размера и размыкает контакты. Однако если эта защита сработает, то ваш чайник уже больше работать не будет.

Подсветка и индикация включения

В большинстве чайников имеется индикатор включённого состояния. Он срабатывает при нажатии клавиши включения, и даст вам знать, если забыли вставить вилку прибора в розетку или плохо установили чайник на подставку. Эта функция может быть реализована в виде неоновой лампочки, установленной в основании или клавише включения, или в виде светодиодной подсветки воды.

И в заключение совет; не доводите воду до полного закипания и своевременно производите очистку прибора от накипи, и тогда чай будет радовать вас своим неповторимым вкусом и ароматом.

Электронное реле для чайника

Дорогие друзья, предлагаю вашему вниманию электронную схему термореле для электрических чайников, самоваров и других, очень нужных в любом хозяйстве водонагревательных приборов. Данная схема была применена для ремонта китайского электрочайника, в котором термореле вышло из строя, но нагревательный элемент остался не повреждённым. На мой взгляд, это довольно распространённая ситуация, когда невозможно найти комплектующие для вашего любимого чайника из-за особенностей его конструкции. В общем, если нам не повезло и на рынке нет запчастей, это нас не остановит в стремлении попить горячего чая или кофе.

Функционирует устройство следующим образом: термореле непрерывно находится в режиме ожидания нажатия кнопки S2. При замыкании кнопки формируется импульс тока, который поступает на счётный вход T-триггера DA1 (вывод 3) и переключает его из состояния 0 в состояние 1 (вывод 1). Это приводит к открытию транзистора VT2 и срабатыванию реле, которое своими контактами подключает нагреватель к электросети. В случае повторного нажатия кнопки S2, следующий импульс переключит триггер в противоположное состояние, что приведёт к отключению нагревателя. Таким образом, нажатия на кнопку S2 включают или выключают чайник. Теперь давайте разберёмся, каким образом происходит отключение нагревателя при закипании воды. Триггер приведён в единичное состояние, вода нагревается и кипит. Пар, испаряющийся с поверхности воды, через паропровод (есть в каждом автоматическом электрочайнике) поступает на терморезистор R3 с отрицательным температурным коэффициентом. Это приводит к уменьшению его сопротивления, что в свою очередь открывает транзистор VT1. Положительное напряжение с эмиттера VT1 подаётся на установочный вход R (вывод 4) триггера, что приводит к его сбросу (Reset). Триггер переключается в состояние 0, нагреватель отключается. К входу R также подключена цепь задержки C4-R7, формирующая почти двухсекундный импульс сброса в первоначальный момент, когда схема получает питание. Это необходимо для удерживания триггера в нулевом состоянии до завершения всех переходных процессов при подключении чайника в сеть. Для подавления дребезга контактов S2, в схему введена цепь С5-R8, благодаря которой на счётный вход триггера поступают чёткие одиночные импульсы и предотвращаются множественные быстрые срабатывания.

Читать еще:  Представлен корпус для iphone x, который можно заряжать от солнца

Процесс наладки сводится к подбору сопротивления резистора R4. Делается это следующим образом: вместо R4 подсоединяют переменный резистор c сопротивлением 10 КОм, а терморезистор R3 опускают в кипящую воду. Переменный резистор выкручивается на максимальное сопротивление. Затем переводим триггер в единичное состояние, реле должно замкнуть контакты без нагрузки и плавно уменьшаем сопротивление переменного резистора. Как только реле выключится (триггер сброшен), измеряем сопротивление переменного резистора. Полученное значение для температуры 100°С, но у нас нет необходимости так нагревать терморезистор R3 (датчик), т.к. если вода не кипит, то пар практически не образовывается, следовательно датчик не нагревается. А если пар интенсивно выделяется, ещё не факт, что его температура 100°С. При пониженном атмосферном давлении, например, высоко над уровнем моря, вода будет кипеть и интенсивно выделять пар при 70-80°С. Поэтому увеличиваем полученное значение сопротивления на 300 Ом и впаиваем ближайший по значению постоянный резистор. Таким образом порог срабатывания реле снижается приблизительно до 85°С (триггер сбросится, как только датчик нагреется до 85°C, это означает, что вода в чайнике кипит, пар уже интенсивно выделяется, тепло по паропроводу переносится к датчику и быстро его нагревает). В любом случае рекомендую ориентироваться на парообразование. Можно попробовать подсоединить датчик, например, к корпусу чайника, однако из-за тепловой инерции, устройство не будет достоверно определять момент кипения воды – если воды мало, она вся выкипит до отключения нагревателя. Если её много, реле может выключиться до закипания воды (внутри чайника все компоненты схемы греются, шутка ли – рядом ТЭН в 1,5-2 КВт). Возможно отрегулировать датчик на меньшую температуру срабатывания реле, и по её достижении включать таймер задержки, который через несколько секунд отключит нагреватель. Но определить, сколько секунд необходимо ожидать очень сложно из-за разного объёма воды. Я так пробовал и у меня не получилось, реле работает не адекватно. Поэтому – самый лучший признак того, что вода кипит – это бурное выделение пара.

Питается схема постоянным током с напряжением 15V. Блок питания выполнен по бестрансформаторной схеме с гасящим конденсатором С1. Амплитуда напряжения ограничивается симметричным супрессором (защитным диодом) до 16V и поступает на выпрямительный мост VD2, на котором падает от 0.5 до 1V. В результате на конденсаторе C2 получаем напряжение 15-15.5V. Стоит отметить, что при срабатывании реле, напряжение на выходе блока питания «просаживается» на 5V, до 10.5V, но это никак не влияет на работу устройства и вполне достаточно для надёжного удержания контактов реле.

На входе термореле в обязательном порядке следует установить термопредохранитель F1 с температурой перегорания 130-140°С. ВНИМАНИЕ! Это самый важный элемент схемы, это тот последний рубеж, за которым следует пожар при нештатной ситуации. Стоит деталь копейки, но убережёт от большой беды. Ещё раз повторюсь: установка термопредохранителя обязательна, замена обычным плавким предохранителем недопустима. Принцип действия другой. Термопредохранитель – разрывает цепь при достижении определённой температуры, плавкий предохранитель разрывает цепь при достижении определённой силы тока, это не одно и то же. При сборке устройства требуется предельная аккуратность в изготовлении и монтаже, применение исключительно качественных электронных компонентов, рассчитанных на высокую температуру. Недопустимо применение для пайки и лужения печатной платы легкоплавких припоев (сплав Розе, Вуда и др.) Электрочайник – это настоящие адские условия работы для электронного устройства с высокой температурой и влажностью. Также будьте предельно внимательны при наладке устройства, во избежание поражения электрическим током. В этой схеме применён бестрансформаторный блок питания и разность потенциалов между любой частью устройства и землёй практически равна амплитудному напряжению электросети.

В схеме применены радиоэлементы как в SMD исполнении, так и в обычных выводных корпусах. Размер всех SMD деталей – 1206. Неполярные конденсаторы – керамические, SMD, можно снять с неисправной материнской платы компьютера, там же можно достать SMD транзистор VT1, подойдёт любой, со структурой NPN. С неисправного компьютерного блока питания можно снять термистор R2, назначение которого ограничивать броски тока в момент зарядки конденсатора. Весьма надёжная штука, практически никогда не ломается. Применять плёночные или проволочные резисторы не рекомендую, со временем пробиваются между витками и начинают подгорать. Но если ничего другого нет – ставьте несколько штук (лучше три по пол ватта) последовательно. Сопротивление R2 – до 50 Ом. Транзистор VT2 – с коэффициентом усиления не менее 200, иначе реле не будет срабатывать. Возможно применение составного или полевого транзистора. Но у меня прекрасно работает и обычный кремневый.

Элементы F1,C1,R1,HL1,R10,R3,S2,REL1 вынесены за пределы печатной платы и располагаются в любом удобном месте корпуса чайника, желательно как можно дальше от нагревательного элемента. Термопредохранитель припаивается непосредственно к контактам нагревателя, для крепления остальных элементов оптимально использовать силиконовый клей-герметик, при застывании он превращается в резину и выдерживает высокую температуру – до 180°С. На печатной плате достаточно места для сверления отверстий под монтаж на болтах. Печатную плату после сбора необходимо покрыть двумя слоями лака, со всех сторон, с просушкой перед нанесением второго слоя. Провода применять с изоляцией 105°С или выше. Для кнопки S2, питания реле и терморезистора R3 провода можно нарезать из старого компьютерного шлейфа IDE 40 pin. В нём довольно толстая (300V) и термостойкая изоляция (105°C) – то, что надо. После закрепления всех узлов конструкции внутри чайника, их необходимо дополнительно теплоизолировать куском стеклоткани или другого не горючего материала, с высокой температурой плавления (подойдёт кевлар, можно взять из старых рукавиц сварщика). Термодатчик также необходимо тщательно защитить. Припаиваем к нему провода, с термоусадочными трубками, затем окунаем датчик в лак, высушиваем его, одеваем на контакты термоусадку, нагреваем, чтобы она стянулась, затем снова окунаем датчик в лак и высушиваем.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector