电饭锅温度控制原理.pdf

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1、电饭锅温度控制原理一、金属热胀冷缩、磁性材料居里点的物理学原理初中学生在学习了物理热现象中金属物质热胀冷缩的原理，金属热胀冷缩的微观原理是在金属固体中，金属离子间力的作用比较大，绝大多数金属离子被束缚在平衡位置附近做微小的振动。温度升高，金属离子的无规则运动加剧，加剧到一定限度，离子间的作用力已经不能把金属离子束缚在固定的平衡位置附近。宏观表现为金属受热温度升高后体积膨胀。高中学生在磁场章节磁性材料中学习了磁性物质的居里点，任何物质在磁场的作用下都能或多或少地被磁化，只是被磁化程度不同。像铁那样能够被强烈磁化的物质叫铁磁性材料。磁化后的铁磁性物质，它们的磁性并不因外磁场

2、消失而完全消失，仍然剩余一部分磁性。铁磁性物按剩余磁性的情形分为两种，一种如碳钢、钨钢、铝、镍、钴的合金等，它们的剩余磁性较强而且不易消失，能够保留较强的磁性，这种材料叫做硬磁性（又称永磁材料），另一种如软铁、硅钢、镍铁合金，它们的剩余磁性较弱而且容易消失，这种材料叫做软磁性材料。实验指出，当温度高达一定程度时，硬磁性材料将消失而成为软磁性材料，这一温度叫居里点。电饭锅中使用的是居里点为105度左右的稀土磁性材料。金属热胀冷缩、磁性材料居里点这两个物理学原理在电饭锅温度控制中得了很好的应用。二、电饭锅温度控制的过程解释在日常生活中，我们用电饭锅煮饭是一件很平常的事情，我

3、们通过电饭锅的红黄两个指示灯来判断它是否工作。1、插上导线插头通电→红指示灯亮→发热盘发热→升温至70℃低温控制电路断开→升温至105℃高温控制电路断开→两条电路都断开黄指示灯亮。2、红黄两指示灯有三根引出线，电路有二种，一是氖管和电阻串联后直接通在220伏电路上，另一种是低压发光二极管和变压电路相联接。三根引出线中红灯线直接和发热盘的一个接头相联接（同时联到了电源的一条线），黄灯线和高温控制触头相联（它的上游是低温控制开关和电源另一条线的联接点），第三根线也称中性线和高温控制开关的另一个触头相联（它的上游是发热盘的另一个接头）。3、红指示灯的作用是监督发热盘是否存在电

4、压，表示发热盘是否在工作。黄指示灯是被高温控温制开关和低温控制开关所控制，二者只要有一个导通就对黄指示灯短路，黄指示灯就不亮。但是如果两者都断开则黄指示灯通过发热盘电阻和电源相通而发光。三、电饭锅温度控制的物理学解释1、双电路供电，分高温控制电路和低温控制电路。高温控制就是内锅底部高于某温度（具体温度由磁性材料决定）就断开电路，让发热盘停止工作。低温控制就当内锅底部低于某温度（具体温度可调整）电路导通能够让发热盘工作，高于某温度则断开电路，不再向发热盘供电。对发热盘而言只要有一路导通就能工作。在高温控制电路和低温控制电路的控制下，发热盘就能在某一温度区间自动工作，完成煮

5、饭、保温的任务。2、高温控制的原理，电路中有一个常开触头，磁缸中有一块磁性材料，居里点大约105℃，开始煮饭时通过拔动杠杆吸在发热盘底部（同时将一根弹簧压缩），这是利用了磁极能吸引铁磁质的物理原理，常开触头闭合，电路导通，电饭锅发热盘工作，当温度升高到105℃以上超过了磁性材料的居里点而失去磁性，在被压缩的弹簧作用下，磁性材料自动脱落，带动电路断开。当然如果需要可用手拔动杠杆使磁铁性材料块脱离底部——触头断开——断电——停止工作。3、低温控制的原理，金属片热胀冷缩——高温时断开电路——低温时合上电路供电。它是一个常闭触头，升温后金属片受热彭胀压迫簧片，使触头断开；降温后

6、金属片冷缩簧片反弹，触头闭合。调温开关可调节临界点，一般在70℃-80℃之间。四、关于电饭锅温度控制的两个演示实验实验1，低温控制开关对温度的控制原理：常温下闭合是一个常闭开关，温度升至某值（如70℃）就自动断开。反过来，温度下降低于70℃就自动闭合。电饭锅中用来实现保温目的。利用的是金属热胀冷缩物理学原理。器材：酒精灯、火柴、低温开关、导线、电池、小灯。步骤：1、将低温开关和导线、电池、小灯组成一个串联电路，常温下小灯泡发光，说明电路导通。2、点燃酒精灯，对低温开关加热，温度升高超过某一温度（如70℃）后，小灯熄灭，说明电路断开。3、当低温开关冷却温度下降低于70℃时

7、，小灯泡发光，说明电路又导通。实验2，高温控制开关对温度的控制原理：常温下断开是一个常开开关，手动操作后依靠磁性吸合，当温度升至某值（如105℃）就自动断开。电饭锅中用来实现防止煮饭煮过头的目的。利用的是磁性材料居里点的物理学原理。器材：酒精灯、火柴、磁缸、金属线、老虎钳、烧杯、清水。步骤：1、用老虎钳将一段金属线和固定磁性材料的金属片联接，提起金属线下面的磁性材料块能和铁片吸合，说明具有磁性。2、点燃酒精灯，对磁性材料加热，当温度升高到某一温度时，和磁性材料吸合的金属片自动分离，说明磁性材料块失去磁性。3、将磁性材料块放入盛有清水的烧杯