Принцип работы электрического чайника

Электрические чайники стали незаменимым прибором как в домах, так и в офисах благодаря возможности скоростного нагрева, привлекательному дизайну и энергоэффективности. Трудно представить себе современную жизнь без них. В этой статье мы рассмотрим внутреннее устройство современного электрического чайника, разгадав все тонкости его работы.

Немного истории

Идея изобретения такого устройства принадлежит полковнику Кромптону из США, который представил свое творение на Всемирной выставке в Чикаго в 1893 году. Он встраивал нагревательный элемент непосредственно в основание чайника, что значительно удлиняло процесс нагрева и увеличивало расход электроэнергии. В результате этих недостатков устройство не привлекло внимания широкой публики. Развивая концепцию Кромптона, англичанин Артур Лардж усовершенствовал конструкцию, встроив нагревательный элемент непосредственно во внутреннюю поверхность прибора, что привело к минимальному времени нагрева.

В начале XX века немецкая компания AEG представила первый массовый электрический чайник. Несколько моделей до сих пор можно найти в музеях современного дизайна по всему миру.

Типы нагревательных элементов

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

Поскольку основным компонентом любого чайника является нагревательный элемент, дизайн прибора классифицируется по типу нагревательной поверхности.

1. Нагревательная поверхность открытого типа обычно представляет собой пластину из нержавеющей стали, расположенную в нижней части устройства и непосредственно контактирующую с водой. Этот тип нагревательного элемента обычно встречается в недорогих моделях.
2. Нагревательная поверхность закрытого типа имеет уникальную конструкцию, которая изолирована от прямого контакта с водой, что предотвращает образование накипи на стенках и нагревательном элементе прибора. Такие устройства с закрытыми нагревательными поверхностями обычно стоят дороже.

Как все работает

Чтобы понять принцип работы того или иного прибора, необходимо ознакомиться с его электрической схемой. Схема электрического чайника приведена ниже:

Специальная подставка XP1 используется для подачи электрического тока на контакты. Затем ток проходит через термостат S1 и поступает на контакты нагревательного элемента. HL — световой индикатор. S2 — термозащитный выключатель, который срабатывает только в том случае, если колба чайника пуста.

Схема этого чайника достаточно условна и может отличаться в зависимости от модели и количества дополнительных функций.

В более обобщенном виде электрочайник работает, последовательно выполняя следующие действия:

1. Установив чайник на специализированную подставку и подключив его к источнику питания, пользователь может активировать прибор нажатием кнопки. Нагревательный элемент чайника использует электрический ток для кипячения воды, при этом максимальный температурный предел составляет 100 градусов Цельсия. Однако из-за примесей в водопроводной воде реальная температура кипения может быть несколько ниже — около 93-95 градусов.
2. За контроль температуры воды отвечает термостат, который автоматически отключает питание нагревательного элемента при достижении нужной температуры нагрева.
3. Если прибор находится в режиме поддержания температуры, то он продолжит нагревать воду после того, как она остынет ниже определенной температуры.

Существуют различные современные конструкции, в основе которых лежит концепция термоса: внутренний контейнер отделен от внешней оболочки "воздушной подушкой", что позволяет поддерживать высокую температуру в течение длительного времени.

При выборе электрического чайника важно учитывать материал, из которого он изготовлен. Электрические чайники с металлическим основанием нагреваются дольше всего и потребляют значительное количество энергии. С другой стороны, керамические чайники отлично удерживают тепло и известны более высокой скоростью нагрева.

Rolsen RK-1008 C — керамический чайник.

Механизм автоматического отключения

Этот механизм работает на основе биметаллической пластины, которая реагирует на количество высокотемпературного пара, выделяемого из колбы оборудования. Расположение этого механизма может отличаться в разных моделях оборудования, но это не влияет на его эффективность и долговечность.

В процессе кипячения вода начинает выделять значительное количество горячего пара, который проходит через трубку и попадает на специализированную пластину. Высокотемпературный пар нагревает язычок плиты, заставляя его нажимать на кнопку выключателя под воздействием температуры.

Как правило, трубка для отвода пара используется в полости ручки-держателя. Этот вариант является наиболее предпочтительным, так как исключает возможность утечки.

Меры предосторожности

Прежде чем начать пользоваться чайником, необходимо ознакомиться с инструкцией по эксплуатации. В случае отсутствия инструкции важно придерживаться следующих рекомендаций:

1. Не включайте чайник, пока уровень воды не превысит минимальное значение. В противном случае это может привести к повреждению электрических компонентов.
2. Для непрерывной работы чайника рекомендуется использовать специальную розетку.
3. Не ставьте никаких предметов на корпус чайника.
4. Если шнур питания сломан или поврежден, прекратите использование чайника.
5. Регулярно очищайте внутреннюю поверхность чайника после отключения его от источника питания.