為什么電水壺水燒開(kāi)了以后會(huì )自己斷電？原理是什么？
熱水壺其實(shí)早在1891年時(shí)就有了，現在的它已經(jīng)走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，給人們的家庭生活帶來(lái)了很大的便利。在使用過(guò)程中一些朋友就會(huì )好奇這個(gè)熱水壺也沒(méi)什么控制設施，它又是如何實(shí)現水開(kāi)后自動(dòng)斷電呢？
熱水壺自動(dòng)斷電原理對于熱水壺自動(dòng)斷電首先想到的就是它是否是溫度控制斷電，然而通過(guò)實(shí)際的實(shí)驗來(lái)看它并不是通過(guò)壺內水的溫度斷電。
筆者曾經(jīng)做過(guò)的相關(guān)測試
1、熱水壺裝入清水蓋上蓋子，通上電源按動(dòng)開(kāi)關(guān)需要大概5分鐘左右水壺就把水燒開(kāi)自動(dòng)斷電。
2、熱水壺內加入清水不蓋蓋子（注意是沒(méi)有把蓋子蓋上）會(huì )發(fā)現壺內熱水一直處于沸騰，但是水壺一直沒(méi)有自動(dòng)斷電。
3、熱水壺內加入清水不蓋蓋子通電加熱直到壺內的清水變得沸騰，讓它沸騰一會(huì )發(fā)現熱水壺還是不會(huì )自動(dòng)斷電。然后蓋上熱水壺的蓋子，停留一小會(huì )熱水壺就自動(dòng)斷電。
并且一旦水燒開(kāi)后，熱水壺手柄處的開(kāi)關(guān)就不能立刻按下去，需要等待溫度降低下去它才能按壓下去。這三個(gè)小小的實(shí)驗也是可以證實(shí)熱水壺自動(dòng)斷電靠的是蒸汽，而實(shí)際控制開(kāi)關(guān)裝置就是帶有雙金屬片的蒸汽開(kāi)關(guān)。
自動(dòng)斷電關(guān)鍵部件蒸汽開(kāi)關(guān)估計這里大部分朋友都沒(méi)見(jiàn)過(guò)這個(gè)蒸汽開(kāi)關(guān)長(cháng)什么樣，下圖所示就是熱水壺最常見(jiàn)也是最容易出問(wèn)題的部件蒸汽開(kāi)關(guān)，目前市面上一個(gè)蒸汽開(kāi)關(guān)價(jià)錢(qián)在2-5元不等，質(zhì)量好的價(jià)格貴一點(diǎn)。
▲市面上最常見(jiàn)的蒸汽開(kāi)關(guān)
這個(gè)蒸汽開(kāi)關(guān)內部有一個(gè)雙金屬片，什么意思呢？很容易理解就是雙金屬片就是由兩片金屬片組成，但這兩個(gè)不是一模一樣金屬片，金屬基本都是具有熱脹冷縮特性，專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)上給它們定義的也是有一個(gè)熱膨脹系數說(shuō)法。熱膨脹系數越大的隨著(zhù)溫度變化它的形變比較大，熱膨脹系數小的隨著(zhù)溫度變化形變小一點(diǎn)。
而這蒸汽開(kāi)關(guān)的兩片金屬片的熱膨脹系數相差非常的大，當壺內熱水出現沸騰時(shí)，壺內蒸汽就會(huì )通過(guò)特定的通道進(jìn)入到蒸汽開(kāi)關(guān)中。由于蒸汽開(kāi)關(guān)內部?jì)善饘倨瑹崤蛎浵禂迪嗖罘浅５拇?，熱膨脹系數大的金屬片?huì )向著(zhù)熱膨脹系數小的彎曲變形，這就產(chǎn)生了形變，從而可以帶動(dòng)開(kāi)關(guān)機械結構實(shí)現自動(dòng)斷電。
▲這個(gè)圖僅是代表一部分熱水壺，不同熱水壺它的結構是不同的
而上面也做了相關(guān)實(shí)驗：在熱水壺沒(méi)有蓋上蓋子給水通電加熱，熱水壺不會(huì )自動(dòng)斷電就是因為壺內蒸汽都通過(guò)壺口溜走了，沒(méi)有通過(guò)通道到達蒸汽開(kāi)關(guān)部位，從而不能實(shí)現自動(dòng)斷電。
而對于現在的一些高級熱水壺來(lái)說(shuō)，它用的不是這種蒸汽開(kāi)關(guān)控制，而是采用控制更加精準的NTC熱敏電阻控制方案，目前來(lái)說(shuō)采用這種方案成本比較高一點(diǎn)，大部分熱水壺采用的還是蒸汽開(kāi)關(guān)控制。
補充：熱水壺幾乎每天都要使用，熱水壺壺底就會(huì )做比較多的水垢。這些水垢不僅僅會(huì )影響燒的熱水，同時(shí)水垢的存在也是會(huì )影響燒水速度。只需要加入小蘇打和白醋，讓它們在水壺內部侵泡一會(huì )，用刷子刷刷基本就可以徹底清除這些煩人的水垢。
關(guān)于雙金屬片一些其它相關(guān)的知識拓展其實(shí)在普通的熱水壺底部也是有一個(gè)雙金屬片控制開(kāi)關(guān)，只不過(guò)這個(gè)相比較熱水壺手柄處那個(gè)來(lái)說(shuō)溫度設置更加高一點(diǎn)，它的主要作用就是防止干燒的，從而最大程度上保護水壺。
▲熱水壺底部防干燒裝置
當熱水壺出現把水燒干情況，如果沒(méi)有這個(gè)開(kāi)關(guān)作用，水壺就會(huì )被燒壞或者引發(fā)一些火災事故等。而當壺內熱水燒干后，壺底溫度比較高就會(huì )觸發(fā)這個(gè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作切斷電源。
其實(shí)雙金屬片不單單在熱水壺上面使用，在一些工業(yè)應用上面，雙金屬片也可以被拿來(lái)做溫度計。它不是我們平常使用的身體紅外測溫儀，它主要用于工業(yè)上面的一些特定場(chǎng)合測溫使用。像一些早期的電熨斗調溫用的也是這個(gè)雙金屬片實(shí)現，不過(guò)目前用的已經(jīng)基本不太多了。
工業(yè)上也會(huì )有一些熱繼電器，這也是用到了雙金屬片，主要用于保護工業(yè)生產(chǎn)的電動(dòng)機正常運行，它形成的早期對工業(yè)上面的電動(dòng)機保護起到了重大作用。
結語(yǔ)以上就是關(guān)于熱水壺自動(dòng)斷電原理以及一些相關(guān)的拓展知識，這里還要提一點(diǎn)的就是這個(gè)熱水壺電源線(xiàn)長(cháng)短的問(wèn)題。
設置那么短的電源線(xiàn)并不是廠(chǎng)家那么做，而是國家對此有相關(guān)的規定，這個(gè)標準就是GB 4706.19-2008《 家用和類(lèi)似用途電器的安全 液體加熱器的特殊要求》GB代表就是國家強制性標準，這里對此規定熱水壺的電源線(xiàn)長(cháng)度不能超過(guò)75厘米，否則是不能上市售賣(mài)。
太長(cháng)的電源線(xiàn)不利于安全性，同時(shí)也帶來(lái)一定的危險性，因為平常使用的熱水壺屬于大功率電器，功率基本都在1800W左右，太長(cháng)的電源線(xiàn)工作過(guò)程發(fā)熱就會(huì )比較明顯，同時(shí)也會(huì )容易因為碰住水壺電源線(xiàn)而引發(fā)壺內熱水燙傷人。
而不得不說(shuō)的就是熱水壺的存在是極大的便利了我們的日常生活，只需要五分鐘左右的時(shí)間就能喝到開(kāi)水。相比較之前那種插入水瓶?jì)炔康臒岬每靵?lái)說(shuō)，它更加的安全可靠。
