《现代实用电器第4章-电热器具》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代实用电器第4章-电热器具（98页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章电热器具家用电热器具的类型及基本结构电热水器的结构、工作原理电饭锅的结构、工作原理高频电磁灶的结构、工作原理微波炉的结构、工作原理讲解内容讲解内容4.1 家用电热器具的基础知识电热器具是将电能转换为热能的器具电热器具是将电能转换为热能的器具 4.1.1 家用电热器具的类型家用电热器具的类型 1.按电加热方式的原理分类按电加热方式的原理分类 电阻加热、远红外线加热、电磁感应加热和微波电阻加热、远红外线加热、电磁感应加热和微波 加热。加热。 2.按用途分类按用途分类 家用电热器具按用途来分类有以下各种：家用电热器具按用途来分类有以下各种： 1)电炊具电炊具:如电饭锅、电烤箱、电磁灶、微波炉、
2、电如电饭锅、电烤箱、电磁灶、微波炉、电 热饮水机等热饮水机等; 2)取暖用具取暖用具:如电暖气、电热毯等；如电暖气、电热毯等； 3)卫生洁具类及其它卫生洁具类及其它:如电热水器如电热水器(电淋浴器电淋浴器)、家用、家用 消毒器、洗碗机、电熨斗、电烙铁等。消毒器、洗碗机、电熨斗、电烙铁等。4.1.2 家用电热器具的基本结构家用电热器具的基本结构1.发热部件发热部件主要功能是将电能转换为热能。常见的电热元件有主要功能是将电能转换为热能。常见的电热元件有电热丝、电阻发热体、红外线灯、管状红外线辐射电热丝、电阻发热体、红外线灯、管状红外线辐射元件、元件、PTC电热元件等。电热元件等。2.温控部件温控部
3、件主要功能是控制发热部件的发热程度，使电热器具主要功能是控制发热部件的发热程度，使电热器具所发出的热量符合要求。常用的温控部件有双金属所发出的热量符合要求。常用的温控部件有双金属式恒温控制器和磁控式温度调节器。近年来式恒温控制器和磁控式温度调节器。近年来PTC温温控部件、电子温控以及微电脑温控部件逐渐被广泛控部件、电子温控以及微电脑温控部件逐渐被广泛采用。采用。3.安全装置安全装置安全装置安全装置(温度保险器温度保险器)的功能是当电热器具发的功能是当电热器具发热温度超过正常范围时，自动切断电源，防止热温度超过正常范围时，自动切断电源，防止器具过热，确保安全。常用的安全装置有温度器具过热，确保安
4、全。常用的安全装置有温度熔丝等。熔丝等。4.1.3 电热元件电热元件电热器具中能将电能转换成热能的部件电热器具中能将电能转换成热能的部件1.电阻式电热元件电阻式电热元件（1）电阻式电热元件常用材料）电阻式电热元件常用材料1)电热材料。电阻式电热元件是靠电热元件中电电热材料。电阻式电热元件是靠电热元件中电阻系数大的电热材料在通过电流时发热工作的。在阻系数大的电热材料在通过电流时发热工作的。在家用电热器具中电阻式电热元件的材料一般采用合家用电热器具中电阻式电热元件的材料一般采用合金电热材料，如铁铬铝、铬镍等。金电热材料，如铁铬铝、铬镍等。2)绝缘材料。绝缘材料即不导电的材料，又称电介绝缘材料。绝缘
5、材料即不导电的材料，又称电介质。如云母、玻璃、瓷器等。质。如云母、玻璃、瓷器等。3)绝热材料。为了提高电热元件的热效率，在电绝热材料。为了提高电热元件的热效率，在电热器具中往往还要采用适当的绝热材料，同时起热器具中往往还要采用适当的绝热材料，同时起到减少电热元件烫伤人体及防止火灾的作用。常到减少电热元件烫伤人体及防止火灾的作用。常用的绝热材料有软木、毛毡、石棉、硅藻土和泡用的绝热材料有软木、毛毡、石棉、硅藻土和泡沫塑料等。沫塑料等。（2）常用的几种电阻式电热元件）常用的几种电阻式电热元件1）开启式螺旋形电热元件。这种电热元件是将合金电热）开启式螺旋形电热元件。这种电热元件是将合金电热 丝绕制成
6、螺旋状，直接裸露在空气中。它在电吹风和家用丝绕制成螺旋状，直接裸露在空气中。它在电吹风和家用 开启式电炉中广泛应用。螺旋式电热元件绕制尺寸如图开启式电炉中广泛应用。螺旋式电热元件绕制尺寸如图4-1 所示，为避免电热丝变形、断裂，增加使用寿命，所示，为避免电热丝变形、断裂，增加使用寿命，D、d、 h符合如下要求：当符合如下要求：当d1.0mm时，选时，选D=（35）d，h=（2 4）d；当；当d1.0mm时，选时，选D（57）d，h=（24）d。图图4-12）云母片式电热元件。将合金电热丝缠绕在云）云母片式电热元件。将合金电热丝缠绕在云母片上，在外面覆盖一层云母作绝缘，主要应用在母片上，在外面覆
7、盖一层云母作绝缘，主要应用在电熨斗等电热器具中电熨斗等电热器具中,如图如图4-2所示。所示。电热丝图图4-23）金属管状电热元件。金属管状电热元件是电）金属管状电热元件。金属管状电热元件是电 热器具中最常用的封闭式电热元件，主要由电热丝热器具中最常用的封闭式电热元件，主要由电热丝 、金属护套管、绝缘填充料、封口材料和引出棒等、金属护套管、绝缘填充料、封口材料和引出棒等 组成，如图组成，如图4-3所示。所示。图图4-34）电热板。电热板的形状有圆形、方形等）电热板。电热板的形状有圆形、方形等，主要采用铸板式和管状元件铸板式两种结构，主要采用铸板式和管状元件铸板式两种结构形式，一般应用于电饭锅等电
8、热产品中。形式，一般应用于电饭锅等电热产品中。5）绳状电热元件。在一根用玻璃纤维或石棉）绳状电热元件。在一根用玻璃纤维或石棉线制作的芯线上，缠绕柔软的电热丝（铜、镍合线制作的芯线上，缠绕柔软的电热丝（铜、镍合金等），再套一层耐热尼龙编织层，在编织层上金等），再套一层耐热尼龙编织层，在编织层上涂敷耐热聚乙烯树脂。主要用于电热毯、电热衣涂敷耐热聚乙烯树脂。主要用于电热毯、电热衣等柔性电热织物中，典型结构如图等柔性电热织物中，典型结构如图4-4所示。所示。图图4-42.红外线电热元件红外线电热元件远红外线加热的热源是红外电热元件发出的波远红外线加热的热源是红外电热元件发出的波长为长为2.515m的远
9、红外线。其基本原理是：先的远红外线。其基本原理是：先使电阻发热元件通电发热，靠此热能来激发红外使电阻发热元件通电发热，靠此热能来激发红外线辐射物质，使其辐射出红外线对物体加热。它线辐射物质，使其辐射出红外线对物体加热。它具有升温迅速，穿透能力强，节省能源和加热时具有升温迅速，穿透能力强，节省能源和加热时间的特点。在电取暖器、电烤箱和消毒柜等家电间的特点。在电取暖器、电烤箱和消毒柜等家电产品中广泛应用。产品中广泛应用。远红外线电热元件有管状、板状和红外线灯等远红外线电热元件有管状、板状和红外线灯等多种，在家电产品中最常见的是管状远红外电热多种，在家电产品中最常见的是管状远红外电热元件。元件。管状
10、远红外电热元件为乳白色透明石英材料制成管状远红外电热元件为乳白色透明石英材料制成（简称石英辐射管），内壁每（简称石英辐射管），内壁每1cm2就有就有20008000个直径为个直径为0.030.05mm的小气泡。可产生出较强的的小气泡。可产生出较强的远红外辐射。在石英管内装置螺旋合金制成的电热远红外辐射。在石英管内装置螺旋合金制成的电热丝，引出端的两端用耐热绝缘材料密封，以隔绝外丝，引出端的两端用耐热绝缘材料密封，以隔绝外界空气，防止电热丝氧化。其结构如图界空气，防止电热丝氧化。其结构如图4-5a所示。所示。图图4-5 远红外电热元件远红外电热元件板状远红外元件是在碳化硅或金属板表面涂敷一板状远
11、红外元件是在碳化硅或金属板表面涂敷一层远红外辐射物质，中间装上合金电热丝制成的。层远红外辐射物质，中间装上合金电热丝制成的。红外线灯属热辐射光源，分为透明的石英近红外红外线灯属热辐射光源，分为透明的石英近红外线灯和半透明的石英远红外线灯。红外线灯的结构线灯和半透明的石英远红外线灯。红外线灯的结构和普通照明用的白炽灯大致相同，二者的区别是前和普通照明用的白炽灯大致相同，二者的区别是前者既可发出红外线，又可发出可见光，而后者发出者既可发出红外线，又可发出可见光，而后者发出的是可见光，红外线灯的结构见图的是可见光，红外线灯的结构见图4-5b所示，从图所示，从图中可以看出管形红外线灯是普通玻璃灯管上再
12、罩以中可以看出管形红外线灯是普通玻璃灯管上再罩以石英管，因而热膨胀系数小，遇水不易破裂。石英管，因而热膨胀系数小，遇水不易破裂。图图4-5 远红外电热元件远红外电热元件3.PTC电热元件电热元件 PTC器件是一种正温度系数的热敏电阻。在家用器件是一种正温度系数的热敏电阻。在家用 电器中，是一种应用广泛的电热元件或控温元件。电器中，是一种应用广泛的电热元件或控温元件。 PTC元件的恒温原理元件的恒温原理:它有着十分重要的电阻温它有着十分重要的电阻温 度特性：度特性：PTC当温度低于居里点时，为阻值可以小当温度低于居里点时，为阻值可以小 到十几欧姆小的电阻，但当温度高于居里点时，阻到十几欧姆小的电
13、阻，但当温度高于居里点时，阻 值随温度升高而急剧增大，可达值随温度升高而急剧增大，可达103105倍，这时倍，这时x 相当于开路状态。相当于开路状态。“居里点”“居里点” 温度值，由材料温度值，由材料 的配合比例与生产工艺决定。的配合比例与生产工艺决定。 常见产品的居里点从几十度常见产品的居里点从几十度 到几百度都有。到几百度都有。4.1.4 温控器件温控器件在家用电器中，往往需要对电热器具发热功在家用电器中，往往需要对电热器具发热功率、加热温度或通电工作时间进行控制、调节率、加热温度或通电工作时间进行控制、调节和显示，承担控制调节功能的元件称为温控器和显示，承担控制调节功能的元件称为温控器件
14、。按其控制的目的可分为温度控制、功率控件。按其控制的目的可分为温度控制、功率控制和时间控制三种类型。制和时间控制三种类型。1.温度控制器件温度控制器件在家用电热器具中，常用的温度控制器件在家用电热器具中，常用的温度控制器件有双金属片式温控器、磁性温控器、热电偶以有双金属片式温控器、磁性温控器、热电偶以及电子温控器等。及电子温控器等。1）双金属片式温控器件。双金属片由热膨胀系数不）双金属片式温控器件。双金属片由热膨胀系数不同的两种金属薄片轧制结合而成，其中一片热膨胀同的两种金属薄片轧制结合而成，其中一片热膨胀系数大，另一片热膨胀系数小。在常温下，两片金系数大，另一片热膨胀系数小。在常温下，两片金
15、属片保持平直，当温度上升时，热膨胀系数大的一属片保持平直，当温度上升时，热膨胀系数大的一片伸长较多，使金属片向膨胀系数小的那一面弯曲片伸长较多，使金属片向膨胀系数小的那一面弯曲，温度越高，弯曲越厉害。当温度下降时，热金属，温度越高，弯曲越厉害。当温度下降时，热金属片收缩恢复到原状。利用双金属片受热后弯曲变形片收缩恢复到原状。利用双金属片受热后弯曲变形的运动，带动电触点的闭合或断开，使电源接通或的运动，带动电触点的闭合或断开，使电源接通或关断。双金属片式温控器示意图如图关断。双金属片式温控器示意图如图4-7所示。所示。图图4-7 双金属片式温控器双金属片式温控器2）磁性温控元件。磁性温控元件主要
16、由永久磁钢和感温）磁性温控元件。磁性温控元件主要由永久磁钢和感温 软磁组成，如图软磁组成，如图4-8所示。在位置固定的感温软磁下有一个永所示。在位置固定的感温软磁下有一个永 久磁钢，永久磁钢的下面有一弹簧以一定的拉力向下拉它。久磁钢，永久磁钢的下面有一弹簧以一定的拉力向下拉它。 在常温下，永久磁钢和感温软磁之间的吸力大于弹簧拉力与在常温下，永久磁钢和感温软磁之间的吸力大于弹簧拉力与 永久磁钢的重力之和，因而当永久磁钢与软磁贴近，即软磁永久磁钢的重力之和，因而当永久磁钢与软磁贴近，即软磁 吸住永久磁钢，使得它们所带动的两个触点闭合，电热元件吸住永久磁钢，使得它们所带动的两个触点闭合，电热元件 通电发热。一旦电热元件发热超过预定值，温度上升到感温通电发热。一旦电热元件发热超过预定值，温度上升到感温软磁的居里点时，软磁软磁的居里点时，软磁 的磁力急剧减小，使得的磁力急剧减小，使得 弹簧拉力与永久磁钢的弹簧拉力与永久磁钢的 重力之和大于磁吸力，重力之和大于磁吸力， 永久磁钢落下，两触点永久磁钢落下，两触点 脱离，电热元件
