家用电器（电饭煲，空调，热水器）原理分析（含电路图）

家用电器（电饭煲，空调，热水器）原理（含电路图） 一、控温装置介绍 家用电器中的自动控温装置常用的有双金属片、压力式继电器、热敏电阻式继电器、PTC发热 体等。 1、双金属片 图一为双金属片原理如，常温下双金属片呈平直状态，静动触头闭合，常用于电饭煲和饮水器。 它的工作原理为：当温度升高时， 双金属片向膨胀系数小的那边弯 曲，电接头中的触点断开，电路被电接头 固定端 膨胀系数小 动触头 切断，当温度下降到一定值时，电 接头中的触点重新闭合，如此反复 作用，来控制电路。 膨胀系数大 静触头 2、压力式继电器 图一 常在电冰箱中应用，图二是它的 结构示意图，A、B为两个接线柱，C、D分别为静、动触 点，一般处于断开状态，E为温差调节螺丝，F为温度高低 E C F 调节凸轮，G为感温包、H为感压腔，感温包和感压腔内充A 有一定量的气体，I为弹簧。它的工作原理为：当电冰箱内 I 的温度升高时，感温包内压强随之增加，感压腔缓慢向左凸，D 使动触点与静触点闭合，工作电路被接通，冰箱开始制冷， 当温下降时，感压腔内压强下降，动静触点又被分离，制冷 停止；如此反复，从而把箱内温度自动控制在所规定的范围 内。 H 3、热敏电阻式继电器 G B 常在空调中使用，图三中R 为调温电P 图二 阻，R为热敏电阻，电阻随温度上升而增加，tJK RP J为继电器。它的工作原理为：安温度升高 时，由于热敏电阻阻值变大，所以B点电A B 势升高。当B点电势升于某一值时，A点 R 输出高电平，三极管被接通，驱动继电器Jt 工作，吸合制冷工作电路开关K，空调开始 制冷；当温度降到某一值时，B点电势降低， A点又输出低电平，继电器断开，制冷工作图三 电路停止工作，如此往复控制温度。 二、常见家用电器控温原理介绍 （一）、电饭煲 R2 电饭煲是家庭中最常用的电器，原理图也 R较简单，如图是“三角牌”自动西施煲（电饭3 R1 煲）的电路图。工作原理如下：当按下手动按KM RD 220V L）和R被短路，发热盘R正常工作，1 231钮（AN）后，保温元件（BR）、保温指示灯 煮饭指示灯（ZDS）发出红光，当加热温热1（ZSD 0R4 L2 达到103C度，磁钢限温器（XW：是磁钢限 0温开关，当温度达到103C（居里点）以下时， 呈现出磁性物质特性，当高于居里点时，失去磁性）产生动作，手动按钮被断开，保温指示灯 被接入电路，发出黄光，发热盘两端电压下降， RD煮饭指示灯因电压太低而不再发光，发热盘功 0220V 率明显变小，起保温作用，当温度下降到70C R2 左右时，保温元件（BR：双金属片自动开关， R1 0当温度达度70～80C时自动断开，当温度低ZSDXW 1 0AN 于70C时自动闭合）闭合，保温指示灯和R3 又被短路，发热盘又正常工作，煮饭指示灯又KM0 发出红光，当加热到70～80C时，保温元件 又自动断开，发热盘功率又下降，如此往复， 起到保温作用。RD是超温熔断器，R、R是23RZSD3 2 指示灯降压电阻，。图二是三角牌保温自动电 饭锅的电路图，R为发热体，R为保温辅助发热板，KM为限温器，煮饭时按下，饭熟时自动断开，12 L（红）、L（黄）分别为加热和保温指示灯，RD为超温熔断器，R、R为指示灯降压电阻。 1234（二）、电冰箱 图是某型号长岭冰箱电路图（图中未画冬季温度补尝加热电路），XP是电源插头，FS是过载保 护器，M是压缩机，EL是灯，SB是灯开并，SA是温控器，PTC是启动元件。它的自动控温装置1 的核心是：温控器、PTC启动元件和过载保护器。 温控器是一个继电器，常用的有压力式和 热敏电阻式两种，由于压力式温控器简单、可 FS 靠、价低，在家用电冰箱中应用最为广泛（原 SA 理如上，不再介绍）。 XP C 启动继电器（图中PTC启动元件），它的工SB M作原理如下：当电动机刚接通时，PTC元件的1 温度较低，电阻值较小，启动绕组CS与运行绕MS 组CM一起在电动机绕组中产生旋转磁场，使EL 电动机转子启动运转，由于启动过程中的电流PTC 是正常工作是数倍，故PIC元件在启动过程中 迅速发热升温，当温度高到居里点温度时，PTC 元件的电阻突然增大，达到数万欧，此时，启动绕组可近似地视为断路，而电动机也已正常运行， 从PTC的温度电阻特性可知，这种启动继电器的通、断性能取决于温度，因此，每次重新启动压缩 机的电动机时，一般要间隔3～5分钟。 过载保护器（FS），是由电阻加热器和双金属片等构成的继电器，当电动机接通电源因故不能正 常启动时，过大的电流会使电阻加热器温度剧烈升高，从而使双金属片变形，切断电路，起到保护 作用。 （三）、饮水器 一般家庭饮水器有两类：热饮水器和冷热饮水器。 、ST是两个温控器，12下图是安吉尔热饮水器的电路图，EH是加热器件，S是手动开关，STLED（绿）是保温指示灯，LED（红）是加热指示灯，D、D为二板管，R、R为指示灯保护电121212阻，FU为熔断器；工作原理如下：ST、ST是两个常闭12 型双金属片继电器，当手动开关S闭合时，LED、D、S111 L R被ST短路，EH和LED、D、R被接入电路，加热11222S2 ST1 器开始加热，加热指示灯LED发出红光；当温度加热到2088C左右时，温控器ST开始动作而断开，LED、D、111SA R被接入电路，保温指示灯发出绿光，而EH和LED、12RR21 E LEDFU1 STEH1 LEDSTS 2 2 DEH1 D2 LEDRR2 LED1 1 2 PTC R3 220V ST2 DDN1 2 D、R两端的电压下降，加热体的电功率变小，加热指示220灯熄灭，当温度下降到80C左右时，温控器ST又接通，加热器又开始正常工作，通过温控器ST110可以使水温控制在80～95C左右；温控器ST的作用是：当电路因故而水温太高时，它自动断开电2 路起保护作用。 右上图是某冷热饮水器的电路图，S、S为手动的加热开关和制冷开关，ST为自动复位温控器，1210工作原理与热饮水器相同，ST为手动式温控器，动作温度为95C左右，起保护作用；SA为制冷2 控温器，PTC为压缩器起动元件，它们的制冷原理与冰箱类同。LED（绿）、LED（红）为发光二12极管，D、D为二极管，R、R、R为降压电阻。 12123 （四）、自动电热水瓶 右图是希贵牌自动电热水瓶线路图，EH为 ST 发热管，HL（黄）、HL（红）分别为保温和加12 热指示灯，PTC为保温元件，ST为温控器，当PTC 加入冷水时，ST闭合，当水煮水后，ST自动断 开，PTC元件被接入电路，它与发热管串联接 HL入电路，PTC的电阻随温度升高而增大，电路1 EH HL2 中的加热功率减小，当温度降低时，它的电阻 减小，加热功率变大，起到自动保温作用，能 0使水温保持在83C左右，当再次充攻冷水时， ST又闭合，发热管又开始以较大功率加热，它通过温控器和PTC保温元件使水温控制在规定范围内。 （五）、空调 窗式空调目前市场上有两种：强电控制和弱电控制，强电控制是指控制线路的电源电压为220V 或380V，它的控制线路比较简单；而弱电控制是指控制线路主要由微电脑等控制，线路比较复杂， 超出了我们中学生的认识范围。 C 右图是强电控制的电热型窗式空调电气原理图（图中 未画出送风电气原理图），M为压缩机，T为温控器，Q 为过载保护器（工作原理与冰箱相同），C为电容器，E H L 为电加热器，K为可复性保护器（防止因故温度过高），F2Q 为温度熔断器（防止因故加热电路中电流过大），K为选1E 择开关。自动控温的核心是：温控器，空调上使用的温控 器也有两类：机械式和电子式，机械式温控器原理与冰箱 2相同，它的控温精度比较差；电子式温控器采用热敏电阻，1 K 1KM M 当温度升高时，热敏电阻的阻值降低，反之升高，它与机2 F 械式相比有温控精度高、反应灵敏、使用方便等优点。 六、练习 例1：图为在10?左右的环境中工作的某自动恒温箱 C 原理图，箱内的电阻R=2kΩ，R=1.5kΩ，R=4kΩ，R为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如1234 图五所示，当a、b/KΩ 4R端电压U<0时，电ab5 R R1 压鉴别器会令开关24 220V ～ S接通，恒温箱内的a 3 电 压 S 电热丝发热，使箱内b 2 鉴别器 温度升高；当U>01 ab电热丝 R R 43时，电压鉴别器使S0 20 60 10 30 40 50 t/? 断开，停止加热。则 恒温箱内的温度大 约恒定在 ?。（25?） 例2：如图为自动电热水器的电气原理图，K为常闭 0型开关，动作温度为80C左右，请根据它的工作原理回K 答下列问： R R1 R L（1）R2 2、R的阻值应 R的阻值；（填大于、小12L于、接近、远远大于、远远小于、都可以） 1 （2）完成下 000 100C 80C 80C K R L 1 L 2 RD 例3：图为某“三角牌”电饭煲电路图， 220V RD为热熔断丝，R为发热体，R、R为指示 123R2 灯降压电阻，阻值约10KΩ，ZSD（红）为加1R1 热指示灯，ZSD（黄）为保温指示灯，AN为2ZSD1 XW AN 手动按钮，XW为磁钢限温开关，当温度达到 0103C（居里点）以下时，呈现出磁性物质特KM 性，当高于居里点时，失去磁性，KM为双金 0属片自动开关，当温度达度70～80C时自动 RZSD3 2 0C时自动闭合。请根据原理图完成下。 断开，当温度低于700000 7080C 103C 70C 70C AN XW BR R 1 ZSD 1 ZSD 2