第2章
教你学修电热水壶

2.1 熟悉电热水壶的结构及电路工作原理图

电热水壶凭借其烧水方便的特点，广泛用于家庭、办公室和宾馆等场所。在它的底部安装一根发热管和自动断开装置，给电热水壶通电后，电热管发热，并将其热能传导给壶的底部，直至壶里的水达到沸点再断开电源。它属于电阻式电热器具。

2.1.1 常见电热水壶的外形结构

图2－1所示的是常见的几种电热水壶的外形结构。电热水壶按外壳材料可分为塑料型电热水壶和不锈钢型电热水壶，但从性能上分可将电热水壶分为普通型、自动断电型和自动保温型。从图2－1中可以看出，它们的外形结构比较简单，都是由壶盖、壶体和底座构成的。

1.普通型电热水壶的外形结构

普通型电热水壶一般有两种，一种是简单不锈钢电热水壶，另一种是简单铝合金电热水壶，如图2－2所示。

2.自动断电型电热水壶的外形结构

自动断电型电热水壶一般也有两种，一种是塑料型电热水壶，另一种是不锈钢型电热水壶，如图2－3所示。

3.自动保温型电热水壶的外形结构

自动保温型电热水壶从外形结构上看和自动断电型电热水壶大致相同，但它的内部电路结构和自动断电型的不同，在它的底部自带保温器，不仅能在水烧开后自动断电，而且在壶内水温降到一定温度时又自动接通电源继续加热，使壶内水保持一定的温度。自动保温型电热水壶的外形结构如图2－4所示。

2.1.2 常见电热水壶的内部结构

总体来说，电热水壶工作原理较简单，内部结构也不算复杂，其目的就是安全地把水烧开。其内部结构主要包括电源座、突跳开关、电热管、热继电器和指示氖泡等。

1.普通型电热水壶的内部结构

图2－5所示的是普通型电热水壶的内部结构，它由防干烧座、“U”形电热管、氖泡指示灯和密封垫圈组成。

1）防干烧座 主要用于连接电源线，给“U”形电热管供电。另外，防干烧座的背面有一个双金属片温控器紧贴电热管，当它检测电热管温度在100℃时会弯曲变形，从而断开电源。壶内有水时一般不会超出100℃以上，但干烧时温度会很高，温控器会断开电源，达到了保护电热管的目的。防干烧座如图2－6所示。

2）“U”形电热管 “U”形电热管是电热水壶的发热部件，如图2－7所示。其主要功能是将电能转换成热能。它安装在电热水壶的壶体内并置于水中工作。它是采用不锈钢或经电镀处理的铜管内装电热丝，再用绝缘材料封装而成的。

3）氖泡指示灯和密封垫圈 图2－8所示的是氖泡指示灯和密封圈的实物图。氖泡指示灯安装在防干烧座上，电热水壶工作时和电热管并联，用于指示电热水壶加热状态；密封圈呈圆形，它是个耐热性能好、无毒的密封橡胶垫圈，安装在电热水壶壶体的侧下部，一方面用于将干烧座和壶体绝缘，另一作用是防漏水。

2.自动断电型电热水壶的内部结构

图2－9所示的是自动断电型电热水壶的内部结构图，分底座内部结构和壶体内部结构。底座内部结构主要是电源插座，向电热水壶提供交流220V电源；壶体内部结构主要由电热管、防干烧座、突跳开关和氖泡指示灯组成。

1）电源插座 安装在电热水壶底座中间，连接交流220V电源线后给电热水壶电热管供电。其内部是接触弹片，在电热水壶的重力作用下与防干烧座紧密连接。图2－10所示的是电源插座的内部结构。

2）电热管 自动断电型电热水壶的电热管呈圆形，紧贴壶底，具有良好的导热性能。它是电阻式发热管，工作电压为交流220V，电热管的冷态电阻大小与电热水壶的功率大小有关，一般约为30～60Ω。自动断电型电热水壶的电热管如图2－11所示。

3）防干烧座 自动断电型电热水壶的防干烧座安装在电热管的底部，主要用于给电热管供电。另外，防干烧座的背面有两个双金属片温控器紧贴壶底，时刻检测壶底温度，它们检测到100℃的壶底温度时会弯曲变形，从而断开电源，壶内有水时一般不会超出100℃以上，但干烧时温度会很高，温控器会断开电源，达到了保护电热管的目的。图2－12所示的是自动断电型电热水壶防干烧座的内部结构。

4）突跳开关和氖泡指示灯 电热水壶的突跳开关负责接通和断开电源，它安装在电热水壶的手柄顶部。用户在烧水前，必须将此开关按下接通电源，电热管才能加热。当水温上升到100℃，水开始沸腾，蒸汽冲击蒸汽开关上面的双金属片，由于热胀冷缩的作用，双金属片膨胀变形，顶开开关触点，从而断开电源。氖泡指示灯和电热管并联，突跳开关接通后，氖泡开始发亮指示烧水工作状态，当水烧开后突跳开关自动断开切断电源，氖泡指示灯灭，指示用户水已烧开。突跳开关和氖泡指示灯如图2－13所示。

3.自动保温型电热水壶的内部结构

自动保温型电热水壶的内部结构如图2－14所示。分为壶体内部结构和底座内部结构。壶体内部结构主要由电热管、温控器和连接导线组成；底座内部结构主要由压力开关、功能切换开关、工作指示灯和连接导线组成。

1）电热管和双金属片温控器 电热管和温控器如图2－15所示。电热管安装在壶体内部，也是采用电阻式发热管，工作电压为交流220V，冷态电阻值约为80Ω。温控器紧贴壶体底部，检测壶底温度，当壶内水烧开至100℃时，温控器内部开关断开，切断交流电源，电热管停止加热；当壶内温度低于100℃以下时，双金属片开关又自动接通电源，电热管又开始加热；重复此过程达到保温的目的。

2）压力开关 压力开关如图2－16所示。两个压力开关分别串联在火线和零线中，在装满水的电热水壶的重力作用下将这两个压力开关接通，可以将交流220V电源经功能切换开关加到电热管两端；在电热水壶没放上底座时，压力开关是断开的，220V电源无法加到电热管两端，从而保证了用户使用安全。

3）功能切换开关和工作指示灯 功能切换开关和工作指示灯如图2－17所示。功能切换开关实际上是一个单刀三位开关，主要是实现电热水壶的自动烧水、手动烧水功能和停止烧水功能。在底座上用户可以设置这3个功能。工作指示灯与电热盘并联，额定工作电压是交流220V，在电热水壶加热工作时发光，指示烧水状态，当电热水壶中的水烧开后，由于双金属片保温器断开，工作指示灯灭，表示水已烧开。

2.1.3 常见电热水壶电路的工作原理

1.普通型电热水壶电路的工作原理

普通型电热水壶电路的工作原理图如图2－18所示。

1）烧水工作原理 220V交流电经电源插头、防干烧座内部防干烧开关送到“U”形发热管两端，电热管因电流的热效应开始对水加热，工作指示灯亮，壶内水温不断上升，水温达100℃时水蒸气冲出壶盖鸣笛，告知用户水已烧开，应立即拔掉电源插头。烧水工作原理图如图2－19所示。

2）防干烧工作原理 当壶内水温达到100℃表明水已被烧开，这时如果用户没有拔掉电源插头，壶内水可能会烧干，当电热管上面没水后就会干烧，这时防干烧座的背面的双金属片温控器检测到电热管温度在100℃以上时，双金属弹片会弯曲变形，从而断开防干烧开关，切断电热管的电源，保护电热管不被烧坏。防干烧工作原理图如图2－20所示。

2.自动断电型电热水壶电路的工作原理

自动断电型电热水壶电路的工作原理图如图2－21所示。

1）烧水工作原理 电源插头接上市电，电热水壶装满水放入底座后，再按下突跳开关，这时交流220V电压经防干烧开关、突跳开关送到电热管两端，电热管因电流的热效应开始对水加热，工作指示灯亮。壶内水温不断上升，当壶内温度达到100℃时，水开始沸腾，蒸汽冲击蒸汽开关上面的双金属片，由于热胀冷缩的作用，双金属片膨胀变形，顶开开关触点断开电源，工作指示灯熄灭，告知用户水已烧开。烧水工作原理图如图2－22所示。

2）防干烧工作原理 如果突跳开关失效，壶内的水会一直烧下去，直到水被烧干，发热元件温度急剧上升，位于发热盘底部的两个双金属片，会因为热传导作用而温度急剧上升，膨胀变形，将两个防干烧开关断开，从而切断电源，保护电热管不被烧坏。因此电热水壶的安全保护装置是设计的非常科学和可靠的。防干烧工作原理图如图2－23所示。

3.自动保温型电热水壶电路的工作原理

自动保温型电热水壶电路的工作原理图如图2－24所示。

1）自动烧水、保温工作原理 电热水壶装满水后，把它放入底座中，压力开关在壶的重力作用下被接通，这时用户将功能切换开关按到自动功能处，交流220V电压经压力开关、功能切换开关、温控器加到电热盘两端，工作指示灯亮，电热盘开始对壶内水加热，壶内水温不断上升，当温控器检测到壶内水温达到100℃时，温控器内部开关触点断开，切断电热管电流，电热管停止加热，工作指示灯熄灭；当壶内水温降到一定值时，温控器内部开关触点又闭合，电热管又开始加热；当水温又达到100℃时，温控器内部触点又断开，电热管又停止加热；重复此过程达到了保温的目的。其工作原理图如图2－25所示。

2）手动烧水工作原理 电热水壶装满水后，把它放入底座中，压力开关在壶的重力作用下被接通，这时用户将功能切换开关按到手动功能处，交流220V电压经压力开关、功能切换开关直接加到电热管两端，工作指示灯亮，电热盘开始对壶内水进行加热，壶内水温不断上升，当温度达100℃时水开始沸腾。由于手动烧水工作时，温控器没被接入电路而不工作，所以水温不断上升，这时用户要及时把水壶取下或拔掉电源才不会把水烧干，如果采用手动烧水且无人值守，会把电热管烧坏，所以，在这种状态下需用户值守。手动烧水工作原理图如图2－26所示。