Как устроен электрический чайник

КАК РАБОТАЕТ ЭЛЕКТРОЧАЙНИК

Пришельцем из далекого прошлого можно назвать знакомый нам всем чайник. Родом он из Китая.

Именно в древнем Китае возникло и развивалось искусство чаепития. Хотя на сегодняшний день в мире более знаменита японская чайная церемония. Первые китайские керамические чайники изготовлялись из особой красной исинской глины, которая считалась лучшей для заваривания чая.

Эти чайники не изменяли цвет и запах чая, не трескались от горячей воды, позволяли чаю «дышать» и сохранять температуру, а со временем становились только все более красивыми.
Позднее тоже в Китае был изобретен фарфор, обладающий аналогичными свойствами. Затем чаепитие и, естественно, изготовление чайников появилось в Европе. Мастера начали выпускать чайники самых различных форм и видов.

В России чайники появились в 17 веке. Это были большие чайники , маленькие заварочные чайники, и конечно, самовары — чисто русское изобретение.

В 2003 году в с. Веськово Ярославской области был создан музей «Дом чайника», где собраны более 100 «интересных» чайников конца 19-начала 20 века.

Это и спиртовой чайник – прообраз русского самовара, огромный артельный чайник на 15 литров, морской чайник, безопасный даже при сильной морской качке и многие другие старинные чайники.

Долгие годы воду в чайнике нагревали, ставя его на огонь. Затем появились чайники со свистком,

чайники из жаропрочного стекла.

В наше время широко распространены электрические чайники. Но развитие техники идет вперед, и уже появился радиоуправляемый электрочайник, который включается путем отправки SMS. Его управляющее устройство настраивается на мобильник, и хозяин, не отрываясь от дел, может позвонить своему чайнику на кухню: давай, мол,- закипай.

Что же такое электрочайник ?

Говорят, что в Германии в конце 19 века уже выпускались первые электрические чайники.
Нагревательный элемент в них, похожий на электроплитку, находился в нижней части корпуса, под дном. Через несколько десятков лет была разработана первая защитная автоматика, выключавшая пустой чайник. Материалом для корпуса чайника первоначально служила медь, затем хромированная сталь, ещё позже алюминий.

В сегодняшних чайниках нагревательный элемент из нержавеющей стали может быть размещен в дне чайника, или же нагревателем может служить плоский металлический диск, имеющий более высокий коэффициент полезного действия. Вода, нагреваясь от электронагревателя, расположенного в нижней части корпуса и включённого в электросеть, очень быстро закипает, т.к. в результате конвекции нижние прогретые слои воды поднимаются вверх. Вода после кипячения долго сохраняет тепло, чему способствует жаропрочный, теплосберегающий корпус. В современных чайниках корпус часто делают из пластмассы.

Для защиты от влаги электронагреватель размещён внутри металлической трубки, служащей экраном.
Корпус электрочайника размещается на подставке.
Современные электрочайники без шнура, но так было не всегда. Сначала шнур намертво крепился к чайнику, затем появился разделяемый разъем, и стало возможным отсоединить шнур, мешавший при разливании чая.
Сейчас чайники могут вращаться на подставке благодаря центральному коаксиальному контакту. Подставка имеет контактный разъём, одна его половина соединяется со шнуром питания электросети, а другая находится в дне корпуса и через выключатели связывается с нагревательным элементом. Когда чайник поднимают, разъём автоматически разрывается.
Все современные чайники снабжены функцией автоматического отключения при закипании воды или при её отсутствии. Поэтому в корпусе чайника есть два выключателя. Один — полуавтоматический — для ручного включения нагревательного элемента и автоматического выключения его при кипении воды. Другой — для автоматического выключения нагревательного элемента при перегреве, когда в чайнике совсем нет воды. Кстати, чайники, отключающиеся при кипении, были изобретены еще в середине 20 века..
В обоих выключателях в качестве датчиков используются биметаллические пластины.
В полуавтоматическом выключателе биметаллическая пластина и выключатель, срабатывающий от давления на него сжимающейся пружины, называются контроллером.
Пар вскипающей воды подаётся с верху корпуса по трубке вниз на датчик температуры — биметаллическую пластинку контроллера, отключающего выключатель при достижении температуры воды 100°С.
Последние модели могут иметь крышку с блокирующим замком, защищающую нас от неожиданного открытия чайника.
Потребляемая мощность чайника — около 2000 Вт; скорость закипания воды (при напряжении 220 В и мощности 2000 Вт) — 1 л за 4 мин.
Новые электрочайники не оказывают вредного влияния на живой организм, т.к. имеют слабое электромагнитное поле.

В электрических чайниках часто выходят из строя нагревательные элементы, т.к. соли, растворенные в воде, разъедают металл . Электрочайник с золочёным нагревательным элементом предотвращает образование на нём накипи и повышает теплоотдачу. Золочение поверхностей замедляет процесс коррозии нагревательного элемента, но не устраняет навсегда.

Будьте осторожны!

Нельзя дотрагиваться до подставки, если от неё поднят корпус чайника, а вилка электросети подключена к розетке. Протирать её можно только при отключении вилки от электросети.

Разрез электрочайника с нагревательным элементом в дне корпуса:
1 — защитный фильтр;
2 — шкала;
3 — трубка подачи пара;
4 — биметаллическая пластина;
5 — контроллер;
6 — выключатель;
7 — кнопка блокировки открывающейся крышки;
8 — нагревательный элемент;
9 — подставка;
10 — индикаторная лампа.

По материалам Интернет.

А теперь попьём чайку?

Приятного Вам аппетита!

Другие страницы по теме «Физика в доме»:

Электрические чайники. Виды и работа. Функции и особенности

Как устроен электрический чайник: принцип работы, виды ТЭН

Электрический чайник можно обнаружить практически на каждой кухне, а для любого офиса это просто незаменимая вещь. Он быстро вскипят воду для приготовления чайного или кофейного напитка, а иногда поможет получить кипяток для варки круп и макарон. Но вряд ли кто из хозяек задумывается над тем, как устроен электрический чайник.

В настоящее время существует огромное множество разновидностей электрочайника. При покупке глаза просто разбегаются от предоставленного выбора.

Однако принцип работы у всех агрегатов для кипячения и нагрева воды остается одним и тем же. Все они устроены совершенно одинаково и совсем несложно. Так что есть вероятность, что починить прибор можно будет и в домашних условиях, если таковая необходимость возникнет, а мастерской не окажется поблизости или не захочется тратить деньги на устранение легкой поломки.

Сам чайник состоит из:

• корпуса;
• подставки;
• нагревательного элемента;
• термостата.

И это все элементы.

Принцип работы чайника и того проще. Холодная вода наливается внутрь корпуса, прибор устанавливается на имеющуюся в комплекте подставку, вилка включается в розетку. Теперь достаточно включить прибор с помощью кнопки или клавиши. Такие включатели чаще всего располагают на верхней части ручки или под ней. Иногда они встраиваются в крышку электрического чайника.

При включении происходит активизация нагревательного элемента, расположенного в нижней части чайника. Он нагревает воду до кипения, образуется водяной пар, который, поднимаясь, влияет на специальные пластины, вмонтированные в крышку чайника. Подобные биметаллические поверхности отключают чайник в автоматическом режиме. Как видно, принцип кипячения довольно прост.

В качестве материала для корпуса обычно используют термостойкую пластмассу или нержавеющую сталь. Иногда встречаются чайники с корпусом из прочного стекла. И совсем редко керамические корпуса.

Каждый материал имеет свои достоинства и недостатки. Пластмасса может издавать неприятный запах и быстро теряет привлекательный вид. Металл сильно нагревается, поэтому случайное прикосновение может привести к ожогу. Это же относится и к стеклянным изделиям. Корпуса из керамики являются тяжелыми и легко бьются.

Разделяются чайники и по объему воды: наиболее распространены модели, рассчитанные на 1,5-2 литра. Но можно найти совсем крохотные устройства на пару чашек.

Скорость закипания воды определяется мощностью устройства. Наиболее оптимальным вариантом считается мощность в 2000 ватт.

Подставка имеет круглую форму, в центре платформы установлен специальный контакт. Он-то как раз и отвечает за подключение к электрической сети. Когда чайник снимается с платформы, контакт размыкается.

Иногда в носике располагают специальную сетку-фильтр от накипи. Но этот дополнительный элемент никак не влияет на функционирование прибора.

Разновидности ТЭН

Основной и единственный нагревательный элемент представлен трубчатым электрическим нагревателем (ТЭНом). Он смоделирован всего в двух разновидностях:

• Для дешевых моделей ТЭНом служит открытая спираль, выполненная из нержавеющей стали. Такой элемент постоянно соприкасается с водой и вызывает образование накипи. Так что корпус и сам элемент приходится постоянно очищать.
• Более дорогие модели снабжаются диском, который не имеет прямого доступа к воде. Соответственно, подобный прибор прослужит гораздо дольше, да и хлопот по его очистке совсем не много. Чайники подобного типа легче мыть, и по внешнему виду они дольше сохраняют свою привлекательность.

Механизм автоматического отключения

Функция автоматического отключения присутствует во всех современных электрочайниках. Именно такой механизм спасает прибор от сгорания, а помещение от пожара. Срабатывает это устройство в том случае, когда пытаются включить чайник без воды.

Принцип действия так же прост, как и отключение чайника после нагревания воды до точки кипения. ТЭН нагревает воздух внутри корпуса, он соприкасается с пластинами в крышке прибора и, при достижении определенной температуры, те разъединяют контакт с электрической сетью.

Совет! Если электрочайник в течение длительного времени автоматически не выключается, необходимо проверить плотность закрытия крышки.

Если автоматическое отключение по каким-то причинам не сработало, включается встроенная система защиты от перегрева. Работает это следующим образом: ТЭН продолжает разогреваться, но при этом начинается процесс плавления специального штифта, один конец которого упирается в корпус нагревательного элемента. Штифт постепенно уменьшается в размерах и размыкает контакт.

И все бы хорошо, но подобный механизм может сработать только один раз, после чего чайник работать прекращает.

Подсветка и индикация включения

Большинство электрочайников обладают индикатором включения. Он начинает работать одновременно с включением кнопки пуска. Поэтому если индикатор не загорелся, следует проверить включение вилки в розетку или попробовать поставить чайник на подставку еще раз. Вполне может быть, что прибор был установлен криво, и подключение к сети не произошло.

Подобная подсветка представлена чаще всего в виде неоновой лампочки в кнопке включения. Более дорогие модели имеют светодиодную подсветку воды.

Несложная чистка, включение только при наличии воды помогут прожить чайнику гораздо дольше и радовать владельцев вкусным и душистым напитком без дополнительных примесей.

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.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Чайник электрический это – Как работает электрический чайник? Как устроен чайник?

Чтобы техника служила как можно дольше, необходимо правильно за ней ухаживать. Это возможно только в том случае, если человек понимает, как она работает. В частности, необходимо понимать, как устроен электрический чайник, чтобы он прослужил долгие годы и сохранял вкус напитков.

Электрический чайник – это необходимая техника на каждой кухне. На рынке представлено огромное количество моделей с различными характеристиками и функциями. Чтобы выбрать среди них нужный вариант, необходимо знать назначение каждого варианта. К сожалению, невозможно полностью оценить рынок представленных товаров, однако необходимо знать основные характеристики, которые помогут выбрать нужную модель. В частности, информационная статья о том, на что стоит обратить внимание при покупке электрочайника, поможет каждому покупателю.

Чайник — это… Что такое Чайник?

Чайник для кипячения воды хромированный без крышки

— небольшой закрытый сосуд с носиком, крышкой (как правило, хотя бывают и исключения — см. фото) и ручкой для подогревания и кипячения воды. Обычно чайники изготавливаются из металла.

В зависимости от культурных и географических особенностей слово чайник

может иметь множество разных оттенков. В России, Великобритании, Австралии, Новой Зеландии и Канаде чайник — это прибор, используемый для быстрого нагрева воды для горячих напитков, таких как чай или кофе.

Чайник для плит

Чайник эмалированный на газовой плите

Чайник для кухонной плиты (обычно электрической или газовой) — часть кухонного оборудования, представляет собой обычно металлическую ёмкость с ручкой, которую для нагревания воды ставят на конфорку плиты. Часто на носики таких чайников ставятся свистки, работающие от струи пара и предупреждающие о закипании характерным свистом.

Электрический чайник

Электрический чайник использует для нагрева внутренний источник тепловой энергии (обычно тепловой элемент со спиралью), питаемый электричеством. Такие чайники оснащены устройством, отключающим чайник при закипании воды.

Существуют также чайники, поддерживающие необходимую температуру воды (обычно 90 градусов) после закипания, избегая повторного кипячения, которое, по мнению многих, портит вкус воды; такие чайники способны продолжительное время сохранять воду горячей и готовой к применению.

Существуют энерго- и времясберегающие чайники, выполняющие быстрое кипячение только одной чашки воды, а не всего налитого в них объёма. Чаще всего чайники изготавливаются из пластика, реже из металла, ещё реже из стекла и керамики.

Навесной чайник

Применяется для экономии пространства и подвешивается на стену. Через фильтр в него поступает вода напрямую из водопровода. Кран располагается в нижней части чайника, что позволяет полностью опорожнять чайник. Похож на приплюснутый подвесной самовар.

Походный чайник

Походный чайник (костровой) — в отличие от чайника для плиты, предназначен для подвешивания над костром, и применяется обычно в походных условиях.

Тэцубин

Тэцубин — разновидность японского чугунного чайника.

Заварной чайник

Изделия без шнура

У этого прибора имеется база-подставка, на которой соединяются колодка и разъем питания. Подключение к электросети осуществляется благодаря шнуру, который подсоединен к этой самой подставке. За счёт такой конструкции чайник удаётся брать, не вынимая вилку из розетки.

Есть модификации, которые устанавливают в фиксированном положении на базу. Однако современные изделия можно ставить, повернув в любую сторону. В базе также присутствует специальное отделение для размещения излишка шнура. В бесшнуровых чайниках присутствуют:

• фильтр;
• отверстие для выведения пара;
• индикатор для определения уровня жидкости;
• разъем питания;
• база;
• биметаллический диск.

Порядок наполнения

Казалось бы, нет ничего проще наполнения водой чайника. Но если выполнить этот процесс неправильно, могут произойти серьезные неполадки и даже несчастные случаи. Прежде чем налить воду, надо вынуть вилку из сети питания и отсоединить от чайника шнур.

Бесшнуровые модели снимают с базы. Обязательно посмотрят, покрывает ли вода нагревательный элемент. В чайник надо налить хотя бы одну чашку. Недолив может спровоцировать выход из строя отдельных компонентов прибора. Если же жидкости будет много, он будет выключаться, не доведя ее до кипения. Параллельно кипящая вода будет выплескиваться наружу.

Плотное прилегание крышки очень важно. Без неё автоматическое устройство выключения не сработает. Если чайник оснащен шнуром, ждут, пока вода не перестанет кипеть, и только после этого вынимают из розетки вилку.

Диагностика неисправностей

Потребность в прозванивании возникает при поломке любого узла электросхемы (устройство не включается, причины неизвестны, при этом банальные ошибки типа неработающей розетки или неплотной установки устранены). Работы проводятся с помощью специального прибора — мультиметра, а также отверток, подбираемых по типу саморезов, и острого ножа с плоскогубцами или пассатижами. При этом последовательно проверяются следующие моменты:

1. Работоспособность гибкого шнура и контактов подставки. Починить сгоревшую подставку без соответствующего опыта сложно, а ее поломки видны невооруженным глазом, но для экономии времени прозвонку контактной группы проводят всегда. Один конец тестера на этом этапе прикладывают к вилке, второй — к пружинистым контактам (чаще всего они находятся в центре). Обнаруженные неисправности, такие как сгоревший или недостаточно толстый шнур, нагар на поверхности латунного контакта, по возможности устраняют, после чего группу прозванивают повторно. При отсутствии проблем на всех трех линиях (2 токоведущих и земля) ремонт электрических чайников усложняется, корпус приходится разбирать.
2. Работоспособность клемм разводов питания ТЭНа у основания корпуса. На этом этапе нужно разобрать чайник, как указано в инструкции, и по очереди проверить контакты внешнего и внутреннего медного кольца. При отсутствии прозвона колодка питания полностью разбирается с целью удаления нагара, собирается и проверяется заново.
3. Работоспособность кнопки включения. Один щуп тестера прикасается к контакту провода, подающего ток на кнопку, второй — к проводу питания ТЭНа. Кнопка проверяется в выключенном и рабочем состоянии, при отсутствии звукового сигнала об исправности во втором случае она нуждается в ремонте или замене (при необходимости запитывают чайник напрямую).
4. Работоспособность ТЭНа. Один щуп направляется на контакт питания, второй — на точку соединения с проводом от кнопки включения. При разрыве цепи нужно заменить ТЭН на новый, что не всегда возможно.

Помимо проверки цепи с помощью мультиметра, проводится оценка фактического сопротивления ТЭНа. Для выполнения этой операции достаточно снять днище чайника, включить тестер в режим измерения и направить его щупы на выходные клеммы. При существенном отклонении от расчетной или заявленной производителем величины ТЭН нуждается в очистке или замене.

Проверить работоспособность гибкого шнура и контактов подставки

Проверить контакты внешнего и внутреннего медного кольца

Посмотреть, работает ли кнопка включения

Провести диагностику работы ТЭНа

Ответы на любые вопросы

• История появления чайника
• Первые электрочайники
• Система автоматического выключения чайника
• Сравнение металлических и электрических чайников
• Защита электрочайников от перегревания
• Видео об устройстве и работе электрочайника

Над мыслью о том, как срабатывает автоматическое отключение в чайнике можно в прямом смысле «сломать голову». Неужели прогресс дошел до того, что электрические приборы каким-то образом понимают, когда необходимо остановиться? Познания в физике не дают никакого элементарного ответа, а собственных сил обычно бывает недостаточно, чтобы разобрать прибор и понять принцип работы.

История появления чайника

Археологические раскопки показали, что первые чайники появились задолго да нашей эры, в Китае. Видимо, восточные соседи очень уж любили чай, раз изобрели новый вид посуды специально для него.

В дальнейшем, благодаря миграции и смешению культур, прибор распространился по всему миру, быстро завоевав любовь наших предков.

Вполне возможно, что на самом деле не существует единой «родины» чайника. Идея для создания прибора могла посетить разные народы на расстоянии тысяч километров друг от друга, примерно в одно и то же время. Погрешность даже в пару столетий не учитывается.

Первые чайники были изготовлены из глины, способной выдержать нагревание и высокие температуры. С появлением технологий высококачественной обработки металла, наши предки смогли перейти к изготовлению металлических чайников.

Долгое время были популярны медные изделия, затем им на смену пришло железо и, в конечном счете – алюминий.

Первые электрочайники

Если в веке XVII-XVIII приходилось греть воду на костре, то уже спустя пару сотен лет ситуация кардинальным образом изменилась:

• Использование природного газа для нужд населения открыло новую эру.
• Чтобы сделать чай не обязательно было топить печь или разводить костер, достаточно включить конфорку и поджечь газ.
• Увеличился срок службы посуды, и сократилось время приготовления пищи. Ведь не надо было заботиться о разведении огня.

А уже в XIX столетии немцы осуществили очередной прорыв – появились первые чайники, нагревание которых происходило за счет энергии электричества. Конечно же, они лишь отдаленно напоминали современные модели и были не столь надежны. Скорее представляли собой новомодную игрушку для аристократии, но именно это открытие поспособствовало развитию бытовых электроприборов.

Новые электрические чайники:

1. Работали за счет электричества.
2. Вообще не нуждались в источнике огня.
3. Нагревались значительно быстрее своих обыкновенных аналогов.
4. Чаще выходили из строя.
5. Стоили значительно дороже, особенно на первых порах.

Если бы не мода на эти приборы, от их использования отказались бы в самом начале пути, сославшись на низкую рентабельность. Так что иногда модные течения идут на пользу.

Система автоматического выключения чайника

Чтобы избежать перегрева или даже возгорания, в каждый современный электрочайник вмонтирована несложная система:

• Внутри чайника расположена биметаллическая пластинка.
• Она состоит из двух металлов, каждый из них изменяет свою форму под воздействием температуры.
• Но изменения начинают происходить при разных показателях, поэтому при достижении температуры кипения изменяется форма пластины.
• Она прогибается вовнутрь, задевает контакты и обеспечивает срабатывание автоматической системы.
• В ручном режиме выключить чайник можно нажав на кнопку, и задействовав тот же принцип, но уже с минимальным усилием со стороны человека.

Сейчас можно вспомнить курс школьной физики и заявить, что температура кипения может изменяться, в зависимости от показателей давления.

Сравнение металлических и электрических чайников

Всегда ли новые технологии так уж полезны? Простота, которой пользовались наши предки на протяжении тысячелетий, никуда не ушла из современного быта. До сих пор в каждой квартире на газовой плите стоит обыкновенный чайник, правда не всегда им часто пользуются.

Ниже таблица различий обычного газового чайника и электрического:

Обычный чайник

Электрочайник

Дешево стоит и прекрасно работает – никогда не сломается, нужно постараться, чтобы его сжечь.

Периодически может нуждаться в ремонте, возможен заводской брак в нагревательных элементах.

На нагрев уйдет довольно много времени.

Вскипятит воду за пару минут.

Проще очистить от сформировавшегося на дне и стенках налета.

Нуждается в более деликатных методах очистки.

Обыкновенный металлический чайник хоть и неприхотлив в быту, но не так удобен, как его электрический собрат. В электроприбор можно залить 1.5-2 литра воды, поставить его на подставку и нажать на кнопку. Все, через несколько минут вода закипит и можно начинать пить чай или использовать по другому назначению.

Газовая плита будет греть воду дольше, что уже говорить об электроплитке. Если по каким-то причинам длительное время пожить без чайника и привыкнуть к скорости закипания турки или металлического аналога, скорость работы электрочайника первую неделю будет просто поражать. Привыкнув к хорошему, возвращаться обратно уже не захочешь.

Защита электрочайников от перегревания

Выключение электрического чайника осуществляется:

• За счет срабатывания специальной автоматической системы.
• В качестве индикатора кипения используется биметаллическая пластинка.
• Выгибаясь под действием температуры, она воздействует на выключатель, размыкая контакт.
• На состояние самой пластины влияет температура пара, образующегося при испарении кипящей воды.
• После кипения прибор отключается не сразу, давая возможность воде покипеть секунд 5-10. Это не хитрая задумка, задержка объясняется тем, что пару необходимо время, чтобы достичь пластины и нагреть ее до нужной температуры.

Вот такая несложная система, никакого искусственного разума у чайника нет , пока что можно не переживать на эту тему. Но еще неизвестно, что подарит нам ближайшее будущее, уже поступила в продажу техника, которая может включаться и выключаться после отправки СМС с телефона.

Не стоит разбирать электроприбор, чтобы понять, как срабатывает автоматическое отключение в чайнике. Даже не испортив технику, можно самому пострадать. Особенно если забыть об элементарных правилах безопасности. Все же, это работа с электричеством.

Видео об устройстве и работе электрочайника

Ниже специалист и мастер по ремонту нагревательных приборов Елена Амалова расскажет, как работает электрический чайник, с помощью чего он отключается после закипания и как выбрать хороший прибор: