Принцип работы электрического чайника кратко

Обновлено: 30.06.2024

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

Чайник относится 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.

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.

Электрические чайники давно и прочно вошли в жизнь современных людей. Они используются не только в офисах, но и в домашних условиях, постепенно вытесняя классические чайники обычной конструкции. Несмотря на огромное разнообразие моделей, каждый электрочайник имеет общий принцип работы.

Принцип действия электрических чайников

Для изготовления современных электрочайников, чаще всего, используется термостойкая пластмасса или нержавеющая сталь. Большинство моделей оборудовано функцией автоматического отключения.

Вся работа электрочайника основана на нагревании воды, помещенной в специальную колбу. Сам процесс нагревания осуществляется нагревательным элементом, закрепленным к корпусу разными способами. При повреждении крепежных элементов может возникнуть проблема протекания воды.

В большинстве современных электрических чайников, устанавливаются дисковые нагревательные элементы. При закипании воды, происходит соприкосновение пара через небольшое отверстие с биметаллическим элементом. В результате, пластинка изгибается и оказывает воздействие на выключатель. В некоторых моделях имеется специальная защита, которая срабатывает и отключает электрочайник в случае полного выкипания воды. Уровень воды в электрочайнике контролируется с помощью индикатора.

Для того, чтобы сэкономить электроэнергию и как можно дольше сохранить тепло, многие конструкции чайников используют принцип термоса. В этом случае, происходит не только нагревание воды в колбе, но и последующее поддержание ее постоянной температуры. Это особенно актуально для больших семей, где постоянно требуется горячая вода.

Правила эксплуатации

Чтобы правильно эксплуатировать электрочайник, необходимо знать, что в каждом приборе имеется встроенный электрический ТЭН, мощность которого составляет 1.5-2,3 кВт. От мощности ТЭНа зависит скорость кипячения воды.

Для чайников с повышенной мощностью, рекомендуется устанавливать специальные розетки с усиленным кабелем. Эти меры помогут выдержать любую нагрузку.

Увеличению срока службы прибора способствует его правильное наполнение водой. Перед заливкой, чайник должен быть отключен от сети или снят с подставки. Необходимо следить за тем, чтобы уровень воды был оптимальным, без перелива и недолива.

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.

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.
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:

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.
Термостат определяет температуру нагрева воды и, после достижения определенной отметки, автоматически отключает подачу электричества на нагревательный элемент.
Если на вашем устройстве установлен режим поддержания температуры, чайник будет осуществлять постоянный подогрев воды после ее остывания до определенной 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.

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.

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:

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.
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.

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.

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

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

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

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.

Читайте также: