熱水壺其實早在1891年時就有了，現(xiàn)在的它已經(jīng)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么控制設施，它又是如何實現(xiàn)水開后自動斷電呢？

熱水壺自動斷電原理

對于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并不是通過壺內(nèi)水的溫度斷電。

筆者曾經(jīng)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(nèi)加入清水不蓋蓋子（注意是沒有把蓋子蓋上）會發(fā)現(xiàn)壺內(nèi)熱水一直處于沸騰，但是水壺一直沒有自動斷電。

3、熱水壺內(nèi)加入清水不蓋蓋子通電加熱直到壺內(nèi)的清水變得沸騰，讓它沸騰一會發(fā)現(xiàn)熱水壺還是不會自動斷電。然后蓋上熱水壺的蓋子，停留一小會熱水壺就自動斷電。

并且一旦水燒開后，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

估計這里大部分朋友都沒見過這個蒸汽開關長什么樣，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(zhì)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(nèi)部有一個雙金屬片，什么意思呢？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(yè)術語上給它們定義的也是有一個熱膨脹系數(shù)說法。熱膨脹系數(shù)越大的隨著溫度變化它的形變比較大，熱膨脹系數(shù)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系數(shù)相差非常的大，當壺內(nèi)熱水出現(xiàn)沸騰時，壺內(nèi)蒸汽就會通過特定的通道進入到蒸汽開關中。由于蒸汽開關內(nèi)部兩片金屬片熱膨脹系數(shù)相差非常的大，熱膨脹系數(shù)大的金屬片會向著熱膨脹系數(shù)小的彎曲變形，這就產(chǎn)生了形變，從而可以帶動開關機械結構實現(xiàn)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(nèi)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(xiàn)自動斷電。

而對于現(xiàn)在的一些高級熱水壺來說，它用的不是這種蒸汽開關控制，而是采用控制更加精準的NTC熱敏電阻控制方案，目前來說采用這種方案成本比較高一點，大部分熱水壺采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(nèi)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。

關于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干燒的，從而最大程度上保護水壺。

▲熱水壺底部防干燒裝置

當熱水壺出現(xiàn)把水燒干情況，如果沒有這個開關作用，水壺就會被燒壞或者引發(fā)一些火災事故等。而當壺內(nèi)熱水燒干后，壺底溫度比較高就會觸發(fā)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(yè)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，它主要用于工業(yè)上面的一些特定場合測溫使用。像一些早期的電熨斗調(diào)溫用的也是這個雙金屬片實現(xiàn)，不過目前用的已經(jīng)基本不太多了。

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

結語

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

設置那么短的電源線并不是廠家那么做，而是國家對此有相關的規(guī)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，這里對此規(guī)定熱水壺的電源線長度不能超過75厘米，否則是不能上市售賣。

太長的電源線不利于安全性，同時也帶來一定的危險性，因為平常使用的熱水壺屬于大功率電器，功率基本都在1800W左右，太長的電源線工作過程發(fā)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(fā)壺內(nèi)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(nèi)部的熱得快來說，它更加的安全可靠。

一般的電熱水壺都是利用蒸汽開關來進行自動斷電的，高端點的是利用熱敏電阻來檢測溫度停止加熱的。下面我分別說下這這兩種的原理。

蒸汽開關原理

上圖中就是一個普通電熱水壺的蒸汽開關，注意看上面有一個金屬彈片，這個彈片在溫度升高的時候會向內(nèi)變形，從而觸動彈片下面的頂桿，使開關斷開，切斷熱水壺的電源停止加熱。只要你注意觀察就可以看到水壺內(nèi)的上方有一個小孔，如下圖中間的那個孔就是蒸汽孔，當水開沸騰的時候，會產(chǎn)生大量的水蒸氣，蒸汽會通過蒸汽孔的通道噴到金屬彈片上，由于蒸汽溫度高，使金屬片變形，從而斷開開關，停止加熱。

電熱水壺中的溫度傳感器原理

這
種就是電熱水壺中的溫度傳感器，就是一個熱敏電阻，將此物件緊貼底部發(fā)熱盤，水壺中的溫度變化會造成熱敏電阻的阻值變化，單片機通過采集這上面的變化信號來實現(xiàn)對發(fā)熱盤是否加熱的控制，一般用于高端智能型電熱水壺中，不過水壺中的水垢需要經(jīng)常清理，要不然水垢會引起壺底干燒，造成檢測的溫度偏高，燒不開水就會停止加熱。

以上是兩種電熱水壺的自動斷電原理，看完別忘了點贊??，謝謝！

先看一個實驗，用酒精燈對雙金屬片加熱，雙金屬片就會彎曲。因為一般物體都有熱脹冷縮的性質(zhì)，但不同物質(zhì)的熱膨脹大小不同。雙金屬片受熱時兩種金屬片的熱膨脹大小就不同，其中膨脹小的阻礙膨脹大的膨脹，于是使用雙金屬片彎曲。

在電熱燒水壺的把手中就有一個用雙金屬片控制的開關，見下圖。

開關由兩部分組成，雙金屬片在下半部分上，上半部分可視為一個杠桿，燒水時用手按動手柄上的按鈕，將杠桿按下開關閉合。當壺中水燒開時，產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣通過手柄上部的小孔進入手柄，加熱雙金屬片，使雙金屬片變形，從而推動杠桿轉(zhuǎn)動，使開關斷開，停止加熱。

雙金屬片在自動控制中，有很重要的應用，大家接觸比較多的是日光燈的啟輝器，在啟輝器的玻璃管中就有一個U形的雙金屬片，管中充有氖氣，接通電源，加在啟輝器兩端的電壓使氖氣電離，發(fā)生輝光放電，產(chǎn)生的熱量使雙金屬片受熱膨脹，向外伸展，與靜觸片接觸。同時，啟輝器兩端電壓降為0 ，氖氣不再導電，輝光放電停止，管內(nèi)溫度降低，雙金屬片彎曲，與靜觸片分離，電路不切斷，同時啟動日光燈。

另外，大家還見過一種節(jié)日小彩燈，有一種點亮后一閃一閃的，其實，其中串聯(lián)著一個跳泡，結構見下圖。

在常溫下，中間豎立的雙金屬片和旁邊的倒L形引線連通。通電后，燈絲發(fā)光，雙金屬片受熱彎曲，偏離原來位置，與倒L形引線分離，切斷電路。雙金屬片冷卻后恢復原狀，又將電路接通。這樣，與跳泡相連的一串小彩燈，插入電源后，由于跳泡的原因，就會一會亮，一會滅。

熱水壺自動斷電有很多種,你可以看看您家的是下面哪種原理。

　　1、銅片的熱漲冷縮原理

用銅的金屬片制作成觸點.因為銅對熱漲冷縮比較敏感所以在溫度沒有到達設定值的時候,銅金屬片是彎曲的形狀,這時它的觸點是閉合接通的.在水加熱到設定的溫度時水的熱量會傳導到溫控器中的銅片上面銅片因為受熱伸直就將觸點彈開成斷電狀態(tài).在溫度下降的時候銅片又恢復到原來的狀態(tài)使觸點接通成通電加熱狀態(tài).雙金片的兩面是不同物質(zhì)的導體，在變化的溫度下由于漲縮程度不一樣而使雙金片彎曲，碰到設定的觸點或開關，使設定的電路開始工作。這樣更直接更及時，可以準確的感應水溫情況。

　　2、自動溫度控制電路

　　壺中的水燒干斷電是壺中有自動溫度控制電路.電路中串聯(lián)溫度傳感器.水的沸點是一百度,當水燒干后溫度會超過一百度,這時溫度傳感器會將電路斷開.簡單的溫度傳感器是雙金屬片,常用于電熨斗電熱水器等電器中.溫度傳感器的種類很多.還有半導體溫度傳感器.這種結構簡單，使用安全，可靠性好。

　　3、水發(fā)出的蒸汽溫度

　　自動斷電功能一般是由位于水杯上部、手柄內(nèi)部（或杯底，這時候需要一根較長的導氣管了）的雙金屬片形式的溫度控制器實現(xiàn)的，并沒有繼電器、熱敏電阻在里邊，它感受的是水發(fā)出的蒸汽的溫度，所以比較間接，一般都是在水沸以后蒸汽溫度才能達到溫度控制器的斷開點。所以，如果你打開蓋子燒水的話，它就不會自動斷開了。

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我是一名家電產(chǎn)品研發(fā)工程師，我來談談電熱水壺的工作原理。

簡單點說，其工作原理就是通過蒸汽開關來實現(xiàn)水沸騰后跳掣的，并不是靠溫度計來控制。

其具體實現(xiàn)步驟是，當水燒開沸騰時，水壺內(nèi)就會產(chǎn)生大量的蒸汽體，水壺內(nèi)設計有蒸汽通道，該蒸汽通道通往水壺內(nèi)部的蒸汽開關，當壺內(nèi)的蒸汽越來越多，并產(chǎn)生一定氣壓時，蒸汽就會經(jīng)由蒸汽通道涌向蒸汽開關，此時便會觸發(fā)蒸汽開關動作，從而切斷加熱電源。這就是整個控制過程，而從水燒開至跳掣是有一段時間的，不會沸騰后就立即斷電，一般在沸騰后約10秒時間左右才跳掣，這是因為只有壺內(nèi)產(chǎn)生足夠多的蒸汽，并且蒸汽經(jīng)由蒸汽通道涌向蒸汽開關后才會觸發(fā)其動作的，而這個過程一般在10秒左右。

再來聊聊蒸汽開關的工作原理，此開關并不是一個溫度計，也不是NTC（熱敏電阻），其感應溫度的地方是一塊雙金屬片，它由兩種不同熱膨脹系數(shù)的金屬材料焊接在一起，表面看起來就像只有一片金屬，就是這塊金屬起作用，當受熱時，熱膨脹系數(shù)大的那一塊金屬片受熱后熱脹冷縮非常明顯，而熱膨脹系數(shù)小的那塊金屬片則熱脹冷縮不明顯，這樣就會導致這塊雙金屬片向熱膨脹系數(shù)小的一側發(fā)生翹曲變形，從而觸發(fā)這個開關動作而切斷電源。

以上就是傳統(tǒng)機械式電熱水壺的工作原理，而電子式電熱水壺其控溫方式則有很大不同，也比傳統(tǒng)機械式電熱水壺控溫更靈敏，其感應溫度的元件就是NTC，也叫熱敏電阻，熱敏電阻的電阻值，隨著溫度的變化而變化，正是利用這一特點制成熱敏元件，然后通過信號線反饋給電路板MCU，就可以精確地控制電熱水壺的通斷電。

我是頭條號「設計制造迷」的藍哥，也歡迎關注我的微信公眾號“機械設計工程師之家”，技術路上與你一起同行！

首先，我之前試過自己的電熱水壺，發(fā)現(xiàn)如果電熱水壺燒開了水之后立馬把水壺的蓋子打開，那么這個電熱水壺是不會斷電的，所以我當時就推測可能是利用蒸汽來控制電路的開閉的，比如說用蒸汽的溫度還有氣壓，達到某一個數(shù)值之后就斷開電路。

后來知道這種電熱水壺很多用的是雙金屬片的方式來控制溫度的。

↑雙金屬片控溫裝置↑

這種結構用的是金屬的熱障冷縮的性質(zhì)。用兩種不同材料的金屬片貼在一起，然后固定在一個地方，當兩片金屬受熱膨脹的時候，由于上下兩片金屬的熱膨脹系數(shù)不一樣，也就是受熱之后膨脹的程度不一樣，所以這個薄片片就會發(fā)生彎曲，溫度高到一定程度的時候，電路就自動斷開來了。

那么有人要問了，那么等到溫度冷卻下來，豈不是電路又合上了？其實這個也是非常好解決的，那就是在電熱水壺開關的地方設計一個電磁繼電器之類的機構，當你按下開關之后電磁繼電器還有金屬片都是通路，并且由于開關受到電磁繼電器的吸引，所以不會跳閘。而當雙金屬片斷路之后，電磁繼電器斷開，開關復位，即便雙金屬片再次復位，因為開關已經(jīng)斷開了，所以電熱水壺依然不會打開【這段開關的設計是我自己想的，如果讓我設計電熱水壺我就這么設計】。

實際上這種結構非常簡易，很廉價，但是可靠性還比較高。不過按理來說還是有很多不確定的因素，比如說我一開始說的，如果把壺蓋打開了，那么即便是水開了也會繼續(xù)干燒——這樣就會產(chǎn)生潛在的危險了。還有一個就是這個結構實際上對溫度不是那么敏感，水溫有可能達不到100℃就自動斷開了。所以先進一點兒的電熱水壺會有更加精密和復雜的結構，比如說用熱敏電阻和半導體結構之類的，這個我也沒有具體查過。

電水壺是我們經(jīng)常用到的電器，每次燒水打開開關后就不用管了，水燒開后水壺會自動斷開電源，那么這是為什么呢？

（一）了解一下電熱水壺

• 電熱水壺重要電氣元件

電熱水壺重要元件有：加熱底座、連接頭、開關、線路、顯示燈、蒸汽開關。

（重點就在這個蒸汽開關上，下面會重點講。）

• 電熱水壺工作原理

電熱水壺通電后，打開手柄上的按鈕開關，線路通電指示燈亮，加熱底座加熱，制造出熱水。水燒開沸騰后產(chǎn)生的蒸汽使蒸汽開關動作，斷開電源。

所以蒸汽開關是水燒開后斷電的重要原因。

（二）了解一下蒸汽開關

蒸汽開關正常情況下兩個觸電是閉合的，當水燒開后產(chǎn)生的水蒸氣通過蒸汽通道使金屬片受熱變形，推動開關斷開電源。

上圖就是蒸汽開關受熱前和受熱后的兩種狀態(tài)

小結：電熱水壺燒開水后自動斷電的原因就是這個蒸汽開關在起作用。有時候電熱水壺出現(xiàn)燒開水不斷電或者水還沒熱就斷電的小故障就是這個蒸汽開關的原因。

（部分圖片來源于網(wǎng)絡，侵權即刪）

我是漫步者2020，喜歡學習電器和電方面的知識，希望我的回答對你有幫助！喜歡就關注一下，共同學習共同進步！

說起電水壺原理很簡單，他是由外殼，內(nèi)膽，溫控開關，電源指示燈和溫度觸點開關所組成，這種觸點開關身兼雙職，即是觸點開關溫度控制又是220V交流電的插銷，當隨機配套的電水壺電源座插上220交流電的時候，我們把電水壺座到配套插座上，打開開關我們發(fā)現(xiàn)紅燈亮了，說明開關是好的，這時電水壺開始工作，當溫度達到100度以上時開關就會啪的一聲關斷，電水壺供電指示燈也同時熄滅，電水壺底部的觸點開關是常閉開關，也就是說它總是閉合的，只有遇到電水壺干燒時才會關斷，所以它的故障率占%90左右是故障最多的地方，常因觸點斷離而出現(xiàn)打開開關而燈不亮的故障現(xiàn)象，其次是開關故障常因接觸不上觸點而換新，電水壺的核心發(fā)熱盤的損壞率僅占%0.2。下面的圖就是電水壺的開關，和電源座插頭座，謝邀。

因為熱水器底座有一個100度的溫控器，當電水壺溫度到100度的時候，溫控器工作，電源也就自動斷開電源了

雙金屬，兩種不同的金屬熱膨脹系數(shù)不一樣就能控制自動斷電。

蟻鼻錢，哭。