第六章家用电热器..doc

第六章 家用电热器具 2011、10 主要内容： 家用电热器具分类 电热元件 温控元件及原理 温控方式 电热器具电路实例 电磁炉工作原理 微波炉工作原理 一、分类 （一）按加热方式分： 电热器具的类型，按照电热转换方式来区分，电热器具有电阻式、红外式、感应式及微波式等几大类。 1、电阻式电热器具 由焦耳一楞次定律可知，电流通过具有一定电阻的导体时，导体就会发热。利用电阻发热原理制成的电热器具就称为电阻式电热器具，例如电饭锅、电热毯、电熨斗、电炉、空间加热器、电热灶、电烤箱等。 2、红外式电热器具 红外式电热器具通过加热某些红外线辐射物质，利用这些物质辐射出的红外线来加热物体。这类电热器具的特点是热效率高。常见的红外式电热器具有红外式取暖炉、电烤箱等。 3、感应式电热器具 若将导体置于交变磁场中，其内部将产生感应电流（涡流），涡流在导体内部克服内阻流动而产生热量。利用涡流产生热量的电热器具称为感应式电热器具。这种电热器具比较安全，且热效率高，其典型产品为电磁灶。 4、微波式电热器具 含水物体、食物中的水、油脂、糖及蛋白质等极性分子在微波的作用下，互相摩擦而生热。有卫生无污染、效率高、保持食物营养等优点。 也可分为：1、有电热元件 电炉、电饭锅、电烤箱、电烙铁、热得快、电熨斗——传统加热方式。 2、无电热元件 电磁炉、微波炉。 （二） 按加热原理分： 1、电流热效应：Q=I2RT 电炉、电磁炉。 2、物体自身发热：微波炉（微波作用）。 有电热元件为传统加热方式：结构简单、价廉、热效率不高。 （三）按有无控制分： 1、有控制装置：较安全、可控温，有安全断电装置。 2、无控制装置：如“热得快”，不安全，易干烧出事故。 二、电热元件 原理：电流通过电阻产生热效应。左图 Q =I2 Rt Q=Pt =I2 Rt 单位：焦耳、千瓦时 电阻式电热元件，合金电热材料，铁铬铝、铭镍。硅碳棒、硅钼棒 铭镍丝性能 牌号 Cr20Ni80 Cr15Ni60 Cr20Ni35 元件最高使用温度℃ 1200 1150 1100 熔点℃ 1400 1390 1390 电阻率μΩ·m，20℃ 1.09±0.05 1.11±0.05 1.04±0.05 比热J/g.℃ 0.440 0.494 0.500 导热系数KJ/m.h℃ 60.3 45.2 43.8 线胀系数a×10-6/℃（20～1000℃） 18.0 17.0 19.0 显微组织 奥氏体 奥氏体 奥氏体 磁性 非磁性 非磁性 非磁性 结构形式： （1）开启式—普通电炉，直接露于空气、不够安全。 （2）云母片式—电熨斗，电阻丝绕在云母片上。 （3）电热管式—电阻（热）丝置于金属管内，内充石英砂等，较安全。 2、远红外电热元件 电阻通电发热→激发红外线辐射。穿透力强，节能，升温快。石英电热管是采用乳白石英玻璃管，在管内装进带有支架的螺旋状电热丝为发热元件。其优点如下 （1）电气性能稳定，电热功率稳定，升温快，电热转换率高达70%。?? （2）热效率高、加热不氧化、使用寿命可达3000小时以上，安全可靠。 （3）工作时发出的光以可见光和近红外光为主，84%以上集中在0.75μm～3.5μm区域。? 3、PTC电热元件 PTC电热元件兼恒温控制。1950年荷兰PHLIPS公司的海曼等人,在BaTiO3材料中掺入稀土元素做半导化实验时,发现这种半导体材料的电阻率具有很高的正温度系数,存在很强的PTC效应。具体应用有自动消磁用PTC热敏电阻，延时启动用PTC热敏电阻，恒温加热用PTC热敏电阻，过载保护用PTC热敏电阻，过热保护用PTC热敏电阻，传 感 器用PTC热敏电阻。 三、温控元件及原理 1、双金属片式温控元件 双金属片是由二种或多种具有合适性能的金属或其它材料所组成的一种复合材料。两种膨胀系数α不同的金属轧制在一起。常温下是平直的。高温后α大的伸长多；α小的伸长少。温度越高，弯曲越大。温降后会恢复原状。如低膨胀材料镍合金α=1.1～7.0ⅹ10-6/OC,高膨胀材料如铜70、锌30α=18ⅹ10-6/OC。 右图为电熨斗温控电路。电熨斗工作时，动、静触点接触，电热组件通电发热。当温度达到选定温度时，双金属片受热下弯，使动触点离开静触点，自动切断电源；当温度低于选定温度时，双金属片复原，两触点闭合。再接通电路，通电后温度又上升，达到选定温度时又再断开，如此反复通断，就能使熨斗的温度保持在一定范围内。通过调节螺丝选定温度的高低，越往下旋，静触点越下移，选定的温度就越高。 2、磁钢限温器 利用磁性材料在层里点温度