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電飯鍋可以用來燒水嗎?

李永樂老師

電飯鍋是家庭常用的炊具,使用起來非常方便。因為我們只要把米和水放進(jìn)電飯鍋,根本不用管,飯就做好了,開關(guān)就會自動彈起,斷開電源或者切換為保溫狀態(tài)。

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電飯鍋是怎么知道飯已經(jīng)煮好了呢?

其實原理很簡單。在鍋底中心,有一種特殊的材料:感溫鐵氧體。感溫鐵氧體是用氧化錳、氧化鋅、氧化鐵粉沫混合燒結(jié)而成,常溫下是鐵磁性的,也就是說磁性比較強(qiáng)。但是溫度上升到約103度時就會變?yōu)轫槾判裕藭r的磁性就很弱了。這種磁性轉(zhuǎn)變的溫度稱為“居里點”。

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開始做飯時,我們按下開關(guān),在杠桿的作用下,左端的小磁鐵上升,吸住電飯鍋內(nèi)膽上的感溫鐵氧體。此時電路中的彈性銅片會與觸點接觸,連接電路。電流通過電熱線圈,給電飯鍋加熱。在煮飯的過程中,由于鍋內(nèi)有水,所以鍋內(nèi)溫度一直都低于水的沸點100℃,所以內(nèi)膽上的感溫鐵氧體一直有磁性,吸住永磁體,保證電路不斷開。

當(dāng)飯煮好后,水分會被大米吸收,于是鍋內(nèi)的溫度會突破100度,繼續(xù)上升。當(dāng)溫度上升到103攝氏度之后,內(nèi)膽上的感溫鐵氧體會失去磁性。此時,在彈簧的作用下,杠桿左端會下落,帶動絕緣片頂開彈性銅片,停止加熱。所以,電飯鍋發(fā)出“嘭”的一聲,開關(guān)彈起,就表示米飯已經(jīng)煮好了。此時如果我們立刻再次按下開關(guān),會發(fā)現(xiàn)開關(guān)會再次彈起,這是由于此時鍋內(nèi)溫度還是很高,鐵氧體沒有磁性的原因。

也就是說:感溫鐵氧體可以感知溫度的變化,并且通過某種方式將溫度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鞯淖兓ㄍ〝啵?,這種把溫度量轉(zhuǎn)化為電學(xué)量的裝置稱為溫度傳感器。電飯鍋就是通過溫度傳感器實現(xiàn)煮好飯后自動斷電的。

那么,用電飯鍋能不能燒水呢?

顯然,使用電飯鍋可以將水加熱到100℃沸騰。但是水沸騰后溫度不會繼續(xù)上升,因此溫度無法達(dá)到居里點103℃,不能自動斷電。要么需要有人看著,水開后手動斷電,要么電飯鍋就會把水燒干,然后才會自動斷電。因此用電飯鍋燒水是不方便的。

02

電水壺為什么能自動斷電?

那么,電水壺在水燒開之后可以自動斷電,又是什么原理呢?

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它使用的溫度傳感器稱為“雙金屬片溫度傳感器”。

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這種傳感器的原理是把兩個熱膨脹系數(shù)不同的金屬片貼在一起,比如一面是鐵,另一面是銅。當(dāng)雙金屬片受熱時,鐵片和銅片都會膨脹,但是銅片膨脹得更厲害。于是,金屬片就會向鐵片一側(cè)彎曲。

當(dāng)電水壺?zé)椒序v時,會產(chǎn)生大量的水蒸氣,溫度在100度附近。這些水蒸氣會涌入雙金屬片溫度傳感器中,使雙金屬片彎曲,從而斷開電路。但是燒水時要記得把壺的蓋子蓋上,因為很多電水壺的溫度傳感器在蓋子里,如果不蓋上蓋子,水燒開之后水蒸氣無法觸及溫度傳感器,也就無法自動斷電了。

03

電熨斗如何自動控溫?

家里常用的另一個電器:電熨斗也是使用這個原理控溫的。

在電熨斗中,電熱絲、雙金屬片、觸點和彈性銅片構(gòu)成一個通路。常溫下,兩個觸點是相互接觸的,電流流過這個通路時,電熱絲發(fā)熱,就可以使得熨斗的溫度升高。

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但溫度過高時,由于雙金屬片受熱膨脹系數(shù)不同,上部金屬膨脹大,下部金屬膨脹小,則雙金屬片向下彎曲,使觸點分離,從而切斷電源,停止加熱。溫度降低后,雙金屬片恢復(fù)原狀,重新接通電路加熱,這樣循環(huán)進(jìn)行,起到自動控制溫度的作用。

現(xiàn)在,很多電熨斗的溫度都可以自己設(shè)定,因為熨燙不同材料的衣服需要設(shè)定不同的溫度,在結(jié)構(gòu)圖中有一個調(diào)溫旋鈕,只要我們旋轉(zhuǎn)這個旋鈕就可以改變設(shè)定的溫度。

比如,熨燙棉麻衣服需要設(shè)定比較高的溫度,就需要觸點更多的時候是接觸的,于是我們可以向下旋轉(zhuǎn)調(diào)溫旋鈕,使得調(diào)溫螺絲更深地頂住彈性銅片,這樣只有在更高的溫度下才能實現(xiàn)觸點的分離而停止加熱。

熨燙絲綢衣服時需要設(shè)定相對較低的溫度,就需要觸點更多時候是分離的,于是我們可以向上旋轉(zhuǎn)調(diào)溫旋鈕,使得調(diào)溫螺絲比較淺地頂住彈性銅片,這樣溫度不太高時,觸點就會分離,因而停止加熱。

溫度傳感器是一種非常常見的傳感器,讓我們的生活變得越來越方便。

END

來源:李永樂老師

評論
演繹無限精彩!
大學(xué)士級
溫度傳感器是一種常見的傳感器,讓我們的生活越來越方便。電飯鍋燒開水,水開后只能手動斷電,不方便。
2022-02-20
傳承解惑
大學(xué)士級
當(dāng)飯煮好后,水分會被大米吸收,于是鍋內(nèi)的溫度會突破100度,繼續(xù)上升。
2022-02-20
演繹無限精彩!
大學(xué)士級
盡量別用電飯鍋一鍋接著一鍋持續(xù)不斷燒開水,不然極易造成電飯鍋長期得不到休息而使發(fā)熱板過熱損壞。
2022-02-20