家用电器的自动控温原理介绍图

一、控温装置介绍

家用电器中的自动控温装置常用的有双金属片、压力式继电器、热敏电阻式继电器、PTC发热体等。

1、双金属片

图一为双金属片原理如，常温下双金属片呈平直状态，静动触头闭合，常用于电饭煲和饮水器。它的工作原理为：当温度升高时，双金属片向膨胀系数小的那边弯曲，电接头中的触点断开，电路被切断，当温度下降到一定值时，固定端 膨胀系数小 动触头 电接头 电接头中的触点重新闭合，如此反复作用，来控制电路。 2、压力式继电器 膨胀系数大 静触头

常在电冰箱中应用，图二是它的图一 结构示意图，A、B为两个接线柱，

C E F A C、D分别为静、动触点，一般处于

断开状态，E为温差调节螺丝，F为温度高低调节凸轮，G为感温包、H为感压腔，感温包和感压腔内充有一定量的气体，I为弹簧。它的工作原理为：当电冰箱内的温度升高时，感温包内压强随之增加，感压腔缓慢向左凸，使动触点与静触点闭合，工作电路被接通，冰箱开始制冷，当温下降时，感压腔内压强下降，动静触点又被分离，制冷停止；如此反复，从而把箱内温度自动控制在所规定的范围内。 3、热敏电阻式继电器

常在空调中使用，图三中RP为调温电阻，Rt为热敏电阻，电阻随温度上升而增加，

RP J为继电器。它的工作原理为：安温度升高

时，由于热敏电阻阻值变大，所以B点电

B 势升高。当B点电势升于某一值时，A点

Rt 输出高电平，三极管被接通，驱动继电器J

D I B H G 图二 J A K 工作，吸合制冷工作电路开关K，空调开始制冷；当温度降到某一值时，B点电势降低，

图三 A点又输出低电平，继电器断开，制冷工作

电路停止工作，如此往复控制温度。 二、常见家用电器控温原理介绍 （一）、电饭煲

电饭煲是家庭中最常用的电器，原理图也

（ 较简单，如图是“三角牌”自动西施煲（电饭R2 煲）的电路图。工作原理如下：当按下手动按R3 R1 钮（AN）后，保温元件（BR）、保温指示灯（ KM RD 220V～ L1 （ZSD2）和R3被短路，发热盘R1正常工作，（ 煮饭指示灯（ZDS1）发出红光，当加热温热（ 0R4 L2 达到103C度，磁钢限温器（XW：是磁钢限

温开关，当温度达到1030C（居里点）以下时，

呈现出磁性物质特性，当高于居里点时，失去磁性）产生动作，手动按钮被断开，保温指示灯被接

制 冷 工 作 电 路 入电路，发出黄光，发热盘两端电压下降，煮饭指示灯因电压太低而不再发光，发热盘功率明显变小，起保温作用，当温度下降到700C左右时，保温元件（BR：双金属片自动开关，当温度达度70～800C时自动断开，当温度低于700C时自动闭合）闭合，保温指示灯和R3又被短路，发热盘又正常工作，煮饭指示灯又发出红光，当加热到70～800C时，保温元件又自动断开，发热盘功率又下降，如此往复，起到保温作用。RD是超温熔断器，R2、R3是指示灯降压电阻，。图二是三角牌保温自动电饭锅的电路图，R1为发热体，R2为保温辅助发热板，KM为限温器，煮饭时按下，饭熟时自动断开，L1（红）、L2（黄）分别为加热和保温指示灯，RD为超温熔断器，R3、R4为指示灯降压电阻。 （二）、电冰箱

图是某型号长岭冰箱电路图（图中未画冬季温度补尝加热电路），XP是电源插头，FS是过载保护器，M1是压缩机，EL是灯，SB是灯开并，SA是温控器，PTC是启动元件。它的自动控温装置的核心是：温控器、PTC启动元件和过载保护器。

温控器是一个继电器，常用的有压力式和热敏电阻式两种，由于压力式温控器简单、可

FS 靠、价低，在家用电冰箱中应用最为广泛（原

SA XP 理如上，不再介绍）。

C SB 启动继电器（图中PTC启动元件），它的工

M1 作原理如下：当电动机刚接通时，PTC元件的

M S 温度较低，电阻值较小，启动绕组CS与运行绕

EL 组CM一起在电动机绕组中产生旋转磁场，使

PTC 电动机转子启动运转，由于启动过程中的电流

是正常工作是数倍，故PIC元件在启动过程中迅速发热升温，当温度高到居里点温度时，PTC

元件的电阻突然增大，达到数万欧，此时，启动绕组可近似地视为断路，而电动机也已正常运行，从PTC的温度电阻特性可知，这种启动继电器的通、断性能取决于温度，因此，每次重新启动压缩机的电动机时，一般要间隔3～5分钟。

过载保护器（FS），是由电阻加热器和双金属片等构成的继电器，当电动机接通电源因故不能正常启动时，过大的电流会使电阻加热器温度剧烈升高，从而使双金属片变形，切断电路，起到保护作用。 （三）、饮水器

一般家庭饮水器有两类：热饮水器和冷热饮水器。

下图是安吉尔热饮水器的电路图，EH是加热器件，S是手动开关，ST1、ST2是两个温控器，LED1（绿）是保温指示灯，LED2（红）是加热指示灯，D1、D2为二板管，R1、R2为指示灯保护电阻，FU为熔断器；工作原理如下：ST1、ST2是两个常闭型双金属片继电器，当手动开关S闭合时，LED1、D1、S1 L R1被ST1短路，EH和LED2、D2、R2被接入电路，加热

S2 ST1 器开始加热，加热指示灯LED2发出红光；当温度加热到880C左右时，温控器ST1开始动作而断开，LED1、D1、SA R1被接入电路，保温指示灯发出绿光，而EH和LED2、

R1 R2 E ） LED1 FU S ST1 EH LED2 ST2 D1 R1 220V～ LED1 LED2 D1 D2 R2 N PTC R3 ST2 D2 EH

D2、R2两端的电压下降，加热体的电功率变小，加热指示灯熄灭，当温度下降到800C左右时，温控器ST1又接通，加热器又开始正常工作，通过温控器ST1可以使水温控制在80～950C左右；温控器ST2的作用是：当电路因故而水温太高时，它自动断开电路起保护作用。

右上图是某冷热饮水器的电路图，S1、S2为手动的加热开关和制冷开关，ST1为自动复位温控器，工作原理与热饮水器相同，ST2为手动式温控器，动作温度为950C左右，起保护作用；SA为制冷控温器，PTC为压缩器起动元件，它们的制冷原理与冰箱类同。LED1（绿）、LED2（红）为发光二极管，D1、D2为二极管，R1、R2、R3为降压电阻。 （四）、自动电热水瓶

右图是希贵牌自动电热水瓶线路图，EH为

ST 发热管，HL1（黄）、HL2（红）分别为保温和加热指示灯，PTC为保温元件，ST为温控器，当PTC 加入冷水时，ST闭合，当水煮水后，ST自动断开，PTC元件被接入电路，它与发热管串联接

HL1 入电路，PTC的电阻随温度升高而增大，电路 EH HL2 中的加热功率减小，当温度降低时，它的电阻减小，加热功率变大，起到自动保温作用，能使水温保持在830C左右，当再次充攻冷水时，

ST又闭合，发热管又开始以较大功率加热，它通过温控器和PTC保温元件使水温控制在规定范围内。 （五）、空调

窗式空调目前市场上有两种：强电控制和弱电控制，强电控制是指控制线路的电源电压为220V或380V，它的控制线路比较简单；而弱电控制是指控制线路主要由微电脑等控制，线路比较复杂，超出了我们中学生的认识范围。

C 右图是强电控制的电热型窗式空调电气原理图（图中

未画出送风电气原理图），M为压缩机，T为温控器，Q为过载保护器（工作原理与冰箱相同），C为电容器，E

H L 为电加热器，K2为可复性保护器（防止因故温度过高），F

Q 为温度熔断器（防止因故加热电路中电流过大），K1为选

E 择开关。自动控温的核心是：温控器，空调上使用的温控器也有两类：机械式和电子式，机械式温控器原理与冰箱K2 M M 相同，它的控温精度比较差；电子式温控器采用热敏电阻，～ F K1 1 当温度升高时，热敏电阻的阻值降低，反之升高，它与机

2 械式相比有温控精度高、反应灵敏、使用方便等优点。 六、练习 C

例1：图为在10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱

原理图，箱内的电阻R1=2kΩ，R2=1.5kΩ，R3=4kΩ，R4为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图五所示，当a、b

R4/KΩ 端电压Uab<0时，电

5 R 1R 压鉴别器会令开关2220V 4 ～ a 电 压 S接通，恒温箱内的3 S 电热丝发热，使箱内b 鉴别器 2 温度升高；当Uab>01 电热丝 R4 R3 时，电压鉴别器使S0 10 20 30 40 50 60 t/℃

断开，停止加热。则

恒温箱内的温度大约恒定在 ℃。（25℃）

例2：如图为自动电热水器的电气原理图，K为常闭型开关，动作温度为800C左右，请根据它的工作原理回答下列问题：

（1）R1、R2的阻值应 R的阻值；（填大于、小于、接近、远远大于、远远小于、都可以）

（2）完成下表 元件 K R L1 L2 （ 220V～ （ （ RD K R2 L2 R R1 L1 加热开始 温度达到1000C左右 温度降到800C前 温度低于800C以后 例3：图为某“三角牌”电饭煲电路图，RD为热熔断丝，R1为发热体，R2、R3为指示灯降压电阻，阻值约10KΩ，ZSD1（红）为加热指示灯，ZSD2（黄）为保温指示灯，AN为手动按钮，XW为磁钢限温开关，当温度达到1030C（居里点）以下时，呈现出磁性物质特性，当高于居里点时，失去磁性，KM为双金属片自动开关，当温度达度70～800C时自动断开，当温度低于700C时自动闭合。请根据原理图完成下表格。

元件 煮饭开始 AN XW BR R1 ZSD1 ZSD2

R2 R1 AN XW ZSD1 KM R3 ZSD2 温度达70～800C 温度达1030C 温度降至700C前 温度低于700C后