電水壺水燒開自動斷電原理是什麼?

熱水壺其實早在1891年時就有了，現在的它已經走進千家萬戶，給人們的家庭生活帶來了很大的便利。在使用過程中一些朋友就會好奇這個熱水壺也沒什麼控制設施，它又是如何實現水開後自動斷電呢？

熱水壺自動斷電原理

對於熱水壺自動斷電首先想到的就是它是否是溫度控制斷電，然而通過實際的實驗來看它並不是通過壺內水的溫度斷電。

筆者曾經做過的相關測試

1、熱水壺裝入清水蓋上蓋子，通上電源按動開關需要大概5分鐘左右水壺就把水燒開自動斷電。

2、熱水壺內加入清水不蓋蓋子（注意是沒有把蓋子蓋上）會發現壺內熱水一直處於沸騰，但是水壺一直沒有自動斷電。

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，讓它沸騰一會發現熱水壺還是不會自動斷電。然後蓋上熱水壺的蓋子，停留一小會熱水壺就自動斷電。

並且一旦水燒開後，熱水壺手柄處的開關就不能立刻按下去，需要等待溫度降低下去它才能按壓下去。這三個小小的實驗也是可以證實熱水壺自動斷電靠的是蒸汽，而實際控制開關裝置就是帶有雙金屬片的蒸汽開關。

自動斷電關鍵部件蒸汽開關

估計這裡大部分朋友都沒見過這個蒸汽開關長什麼樣，下圖所示就是熱水壺最常見也是最容易出問題的部件蒸汽開關，目前市面上一個蒸汽開關價錢在2-5元不等，質量好的價格貴一點。

市面上最常見的蒸汽開關

這個蒸汽開關內部有一個雙金屬片，什麼意思呢？很容易理解就是雙金屬片就是由兩片金屬片組成，但這兩個不是一模一樣金屬片，金屬基本都是具有熱脹冷縮特性，專業術語上給它們定義的也是有一個熱膨脹係數說法。熱膨脹係數越大的隨著溫度變化它的形變比較大，熱膨脹係數小的隨著溫度變化形變小一點。

而這蒸汽開關的兩片金屬片的熱膨脹係數相差非常的大，當壺內熱水出現沸騰時，壺內蒸汽就會通過特定的通道進入到蒸汽開關中。由於蒸汽開關內部兩片金屬片熱膨脹係數相差非常的大，熱膨脹係數大的金屬片會向著熱膨脹係數小的彎曲變形，這就產生了形變，從而可以帶動開關機械結構實現自動斷電。

這個圖僅是代表一部分熱水壺，不同熱水壺它的結構是不同的

而上面也做了相關實驗：在熱水壺沒有蓋上蓋子給水通電加熱，熱水壺不會自動斷電就是因為壺內蒸汽都通過壺口溜走了，沒有通過通道到達蒸汽開關部位，從而不能實現自動斷電。

而對於現在的一些高級熱水壺來說，它用的不是這種蒸汽開關控制，而是採用控制更加精準的NTC熱敏電阻控制方案，目前來說採用這種方案成本比較高一點，大部分熱水壺採用的還是蒸汽開關控制。

補充：熱水壺幾乎每天都要使用，熱水壺壺底就會做比較多的水垢。這些水垢不僅僅會影響燒的熱水，同時水垢的存在也是會影響燒水速度。只需要加入小蘇打和白醋，讓它們在水壺內部侵泡一會，用刷子刷刷基本就可以徹底清除這些煩人的水垢。

關於雙金屬片一些其它相關的知識拓展

其實在普通的熱水壺底部也是有一個雙金屬片控制開關，只不過這個相比較熱水壺手柄處那個來說溫度設置更加高一點，它的主要作用就是防止幹燒的，從而最大程度上保護水壺。

熱水壺底部防幹燒裝置

當熱水壺出現把水燒乾情況，如果沒有這個開關作用，水壺就會被燒壞或者引發一些火災事故等。而當壺內熱水燒乾後，壺底溫度比較高就會觸發這個開關動作切斷電源。

其實雙金屬片不單單在熱水壺上面使用，在一些工業應用上面，雙金屬片也可以被拿來做溫度計。它不是我們平常使用的身體紅外測溫儀，它主要用於工業上面的一些特定場合測溫使用。像一些早期的電熨鬥調溫用的也是這個雙金屬片實現，不過目前用的已經基本不太多了。

工業上也會有一些熱繼電器，這也是用到了雙金屬片，主要用於保護工業生產的電動機正常運行，它形成的早期對工業上面的電動機保護起到了重大作用。

結語

以上就是關於熱水壺自動斷電原理以及一些相關的拓展知識，這裡還要提一點的就是這個熱水壺電源線長短的問題。

設置那麼短的電源線並不是廠家那麼做，而是國家對此有相關的規定，這個標準就是GB 4706.19-2008《 家用和類似用途電器的安全 液體加熱器的特殊要求》GB代表就是國家強制性標準，這裡對此規定熱水壺的電源線長度不能超過75釐米，否則是不能上市售賣。

太長的電源線不利於安全性，同時也帶來一定的危險性，因為平常使用的熱水壺屬於大功率電器，功率基本都在1800W左右，太長的電源線工作過程發熱就會比較明顯，同時也會容易因為碰住水壺電源線而引發壺內熱水燙傷人。

而不得不說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間就能喝到開水。相比較之前那種插入水瓶內部的熱得快來說，它更加的安全可靠。