Как устроен электрический чайник, как он работает, разновидности ТЭН

Трудно представить современную жизнь без электрочайников. Высокая скорость нагрева, привлекательный внешний вид и низкое количество потребляемой энергии сделали его незаменимым прибором на любой кухне, как в доме, так и в офисе. Данная статья ознакомит вас с устройством современного электрочайника и поможет разобраться во всех тонкостях его работы.

Принцип работы электрического чайника

Несмотря на огромнейший выбор моделей, устроены они все одинаково и достаточно просто. Понимая принцип работы, можно даже починить электрочайник самостоятельно, если возникнет такая необходимость.

Устройство чайника элементарное:

Корпус,
Подставка,
Нагревательный элемент,
Стеклянная колба,
Термостат.

Итак, рассмотрим, как же работает этот бытовой прибор. Внутрь корпуса наливают холодную воду, устанавливают на подставку и вставляют вилку в розетку. Далее включают прибор кнопкой или клавишей, которая может находиться как под ручкой, так и над ней, или быть встроена в крышку.

Потом начинает свою работу нагревательный элемент, расположенный в нижней части прибора. Вода нагревается до кипения и преобразовывается в пар, который оказывает действие на биметаллические пластины. Данные пластины в автоматическом режиме как раз и отключают электрочайник. Как видите, механизм абсолютно простой.

Для изготовления корпуса чаще всего используется термостойкая пластмасса или нержавеющая сталь, также достаточно распространены модели со стеклянным корпусом, реже керамические. К недостаткам пластиковых чайников можно отнести неприятный запах при нагревании и менее презентабельный вид. В то же время корпус из металла или стекла сильнее нагревается, и, случайно дотронувшись до него, можно обжечься.

Керамические модели тяжёлые и легко разбиваются. Объём ёмкости для воды, как правило, составляет от 1,5 до 2 литров.

Подставка представляет собой круглую платформу с контактом посередине. Через этот контакт нагревательный элемент подключается к электросети. Соответственно, снимая чайник с подставки, вы размыкаете контакты и автоматически отключаете его.

Из дополнительных элементов может присутствовать фильтр от накипи, который находится в носике чайника и представляет собой мелкую сетку.

Чем больше мощность чайника, тем быстрее закипает вода. Оптимальной считается мощность около 2000 Вт.

Инструкция по применению чайника

@mi-shop.com
Каждый электроприбор опасен для человека, т.к. он является непосредственным проводником электрического тока, который губителен для здоровья. Поэтому согласно правилам действующего законодательства вместе с гарантией на электроприбор, должна быть предоставлена инструкция по его применению. Однако есть общие правила пользования электрочайниками, которых нужно придерживаться в любых случаях.

Всегда следите за наполненностью колбы, она должна быть наполнена до отметки максимум. В случае переполнения, вода выкипит и зальёт подставку, что приведёт к замыканию контактов.
Лучше включать электроприбор в отдельную розетку, иначе другие приборы, подключённые к общей розетке, могут вывести его из строя.
Нельзя накрывать чайник легковоспламеняющимися предметами: бумажными полотенцами, прихватками и т.п.
Пользоваться чайником, когда повреждена вилка или провода не разрешается.
Нельзя отрывать электрический прибор от подставки, пока он подключён к сети. Также в этот момент нельзя мыть чайник или как-либо по-другому на него воздействовать.

Разновидности ТЭН

Главным нагревательным элементом электрочайника является трубчатый электрический нагреватель (ТЭН). Он может быть выполнен в одном из 2 следующих вариантов:

Открытая спираль из нержавеющей стали, которая располагается внизу корпуса и постоянно соприкасается с водой. Такой тип ТЭНов преобладает в более дешёвых моделей. Для этих приборов характерно образование накипи внутри корпуса, которую приходится периодически чистить.
Диск, расположенный внутри корпуса и не имеющий непосредственного контакта с водой. Преимуществом такого варианты является отсутствие накипи на стенках ёмкости для воды и на ТЭНе устройства, соответственно эти модели легче мыть. Однако приборы такого типа относятся к более дорогой категории.

Устройство электрочайника

Подставка электроприбора

Основополагающий связующий элемент питания электроприбора – это подставка электрочайника. Внутри подставки находятся электрические контакты, тот, что по центру – нужен для заземления, боковые направляют ток в чайник (220В).

@Electrik.info

Нагревательный элемент

Эффективность работы прибора зависит от его элемента нагрева (ТЭН), который расположен внутри чайника на самом дне. Бывает двух типов: изогнутый или закрытый. На границах данного элемента должны быть изолированные выводы, подающие питание в устройство.

@Shop.by

Включение электроприбора

В любом электрическом приборе установлен специальный рычажок, отвечающий за включение/выключение электрочайника. После нажатия на него выключатель подаёт напряжение на ТЭН и приводит в действие механизм нагрева.

Чтобы защитить электрочайник от перегрузок и не допустить замыкания электроприбора, предусмотрено тепловое реле. Местом его расположения чаще всего является ручка чайника. Нередко для удобства реле совмещено с выключателем. Реле фиксирует скачки напряжения, перегревы или замыкания и прекращает подачу питания.

@polar.ru

Важно! Также в электрочайнике устанавливается термостат, предохраняющий нагревательный элемент. В случаях отсутствия во включённом чайнике воды, термостат отключает его. Выглядит это как биметаллическая пластина, изгибающаяся от нагрева и размыкающая контакты. После нормализации температуры пластина встаёт на своё место.

Индикатор включения/выключения

У многих моделей имеется индикатор, сигнализирующий о состоянии электроприбора. Выглядит как маленькая лампочка, расположенная вблизи клавиши включения. Лампочка загорается и горит, пока электрочайник работает и гаснет сразу после его выключения.

Корпус электрочайника

Тип материала:

пластик;
металл;
керамика;
стекло.

Важно! Простые, удешевлённые модели электрочайников не имеют колбы. Вода заливается прямо в корпус и там же нагревается. В новых моделях присутствуют колбы. Колба помещается внутрь корпуса, при этом она не соприкасается с его стенками. Таким образом, создаётся пространство, обеспечивающее сохранение горячей воды внутри электроприбора.

Механизм автоматического отключения

Во всех современных моделях электрочайников предусмотрена функция автоматического отключения. Многих забывчивых людей она спасает от сгорания прибора и от возникновения пожара в помещении. Эта функция срабатывает, когда прибор включили, а воду налить забыли.

Действие её элементарное, нагревается корпус ТЭНа и начинает нагревать биметаллическую пластину, когда температура превысит максимально допустимое значение, пластина изогнётся и разомкнёт контакты, выключив чайник.

Внимание! Если чайник кипит длительное время и не отключается, проверьте, плотно ли закрыта крышка прибора.

Немного истории

Идея создания такого устройства принадлежит американскому полковнику Кромптону, который впервые продемонстрировал свое изобретение на Чикагской всемирной ярмарке 1893 года. Нагревательный элемент был вмонтирован в подставку чайника, что на порядок увеличивало время и расход электроэнергии, требуемой для нагрева воды. Из-за указанных недостатков, устройство не смогло привлечь к себе внимание широкой публики.

Взяв за основу идею Кромптона, англичанин Артур Лардж усовершенствовал модель, установив нагревательный элемент прямо во внутреннюю поверхность прибора, что позволило сократить время нагрева до минимума.

Первый электрочайник серийного производства был выпущен в Германии в начале 20 столетия компанией AEG. Некоторые модели до сих пор можно встретить в музеях современного дизайна по всему миру.

Подсветка и индикация включения

В большинстве чайников имеется индикатор включённого состояния. Он срабатывает при нажатии клавиши включения, и даст вам знать, если забыли вставить вилку прибора в розетку или плохо установили чайник на подставку. Эта функция может быть реализована в виде неоновой лампочки, установленной в основании или клавише включения, или в виде светодиодной подсветки воды.

И в заключение совет; не доводите воду до полного закипания и своевременно производите очистку прибора от накипи, и тогда чай будет радовать вас своим неповторимым вкусом и ароматом.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Как все работает

Для того чтобы понять, как работает любое устройство, необходимо ознакомится с его схемой. Схема электрочайника выглядит следующим образом:

Электрический ток подается на контакты специальной подставки XP1. Далее ток проходит через терморегулятор S1. С данного регулятора ток поступает на контакты ТЭНа. HL – световой индикатор. S2 — выключатель тепловой защиты, который не участвует в процессе нагрева воды. Он срабатывает лишь в том случае, если колба чайника пуста.

Данная схема чайника довольно условна и может отличаться в зависимости от модели и количества дополнительных функций устройства.

В более обобщенном виде, принцип работы электрочайника заключается в последовательном осуществлении следующих действий:

Устанавливая устройство на специальную подставку, пользователь подключает чайник к электросети и нажатием кнопки активирует работу аппарата. Посредством электрического тока, нагревательный элемент кипятит воду. Максимально допустимая температура нагрева для таких приборов составляет 100 градусов по Цельсию. Из-за различных примесей, присутствующих в водопроводной воде, это значение может снизиться до 93-95 градусов.
Термостат определяет температуру нагрева воды и, после достижения определенной отметки, автоматически отключает подачу электричества на нагревательный элемент.
Если на вашем устройстве установлен режим поддержания температуры, чайник будет осуществлять постоянный подогрев воды после ее остывания до определенной температуры.

Многие современные модели устроены по принципу термоса: внутренняя колба изолирована от внешнего корпуса «воздушной подушкой», что способствует более долгому сохранению высокой температуры.

При выборе электрического чайника стоит обратить на материал, из которого он сделан. Устройства с металлической основой дольше всего нагреваются и используют большое количество энергии. Керамические чайники долго сохраняют тепло и отличаются более высокой скоростью нагрева.

Керамический чайник Rolsen RK-1008 C

Система автоматического выключения чайника

Чтобы избежать перегрева или даже возгорания, в каждый современный электрочайник вмонтирована несложная система

Внутри чайника расположена биметаллическая пластинка.
Она состоит из двух металлов, каждый из них изменяет свою форму под воздействием температуры.
Но изменения начинают происходить при разных показателях, поэтому при достижении температуры кипения изменяется форма пластины.
Она прогибается вовнутрь, задевает контакты и обеспечивает срабатывание автоматической системы.
В ручном режиме выключить чайник можно нажав на кнопку, и задействовав тот же принцип, но уже с минимальным усилием со стороны человека.

Сейчас можно вспомнить курс школьной физики и заявить, что температура кипения может изменяться, в зависимости от показателей давления

Чайник не отключается

Если после закипания воды устройство не отключается и продолжает нагревать жидкость – это может привести к сгоранию ТЭНа. Причин такой неисправности несколько. Отключение происходит в тот момент, когда пар вследствие кипения поднимается вверх и достигает канала, по которому проходит к терморегулятору. Отключение может не происходить из-за сломанной крышки, засорения накипью канала или поломки самого терморегулятора. Но если с первыми причинами можно справиться при помощи специальных средств или народных методов для удаления налета, для ремонта терморегулятора необходимо снять нижнюю крышку корпуса и разобрать прибор полностью, чтобы произвести его замену.

Система автоматического выключения чайника

Внутри чайника расположена биметаллическая пластинка.
Она состоит из двух металлов, каждый из них изменяет свою форму под воздействием температуры.
Но изменения начинают происходить при разных показателях, поэтому при достижении температуры кипения изменяется форма пластины.
Она прогибается вовнутрь, задевает контакты и обеспечивает срабатывание автоматической системы.
В ручном режиме выключить чайник можно нажав на кнопку, и задействовав тот же принцип, но уже с минимальным усилием со стороны человека.

Система защиты от перегрева

Если автоматическое отключение по каким-то причинам не сработало, включается встроенная система защиты от перегрева. Работает это следующим образом: ТЭН продолжает разогреваться, но при этом начинается процесс плавления специального штифта, один конец которого упирается в корпус нагревательного элемента. Штифт постепенно уменьшается в размерах и размыкает контакт.

И все бы хорошо, но подобный механизм может сработать только один раз, после чего чайник работать прекращает.

Диагностика неисправностей

Для определения причины неисправности техники желательно иметь представление об устройстве электрочайника и некоторые навыки работы с электроизмерительными приборами. В частности, для диагностики может понадобиться разборка чайника и исследование отдельных его элементов. Рассмотрим оптимальный порядок действий при выполнении этих операций.

Разборка электрочайника

Перед тем как разобрать чайник, рекомендуется ознакомиться с инструкцией по его эксплуатации. Некоторые производители дают в ней описания порядка разборки аппарата — это значительно ускоряет и облегчает процесс разборки. Но чаще всего такого описания нет. Особенности разборки разных моделей, тем более от различных производителей, могут существенно отличаться, однако существуют общие рекомендации для данного процесса. Перечислим их.

Чтобы разобрать устройство, необходимо отвинтить крепёжные винты, прежде всего на дне чайника с внешней стороны. Иногда они прикрыты пластиковыми заглушками. В этом случае придётся поддеть заглушки и вынуть их при помощи какого-либо заострённого предмета.
Чаще всего используются винты под крестовидную отвёртку, но иногда производители применяют винты под специальную двузубую отвёртку. Если такой отвёртки нет под рукой, можно попробовать вывернуть винт тонким пинцетом или боковыми кусачками.
Нередко детали электрочайника фиксируются не только винтами, но и защёлками. Освобождаться от такого крепежа удобно при помощи тонкой плоской отвёртки. Отметим, что в некоторых моделях внешние элементы крепятся исключительно на защёлках.

Прозвон элементов

С помощью данной процедуры определяется, является ли причиной поломки чайника разрыв электроцепи, или же нужно искать другую причину. В качестве рабочего инструмента используют тестер (мультиметр), работающий в режиме вольтметра. Тестером прозваниваются шнур питания, контактные группы и прочие доступные для исследования элементы. Если выяснится, что электроцепь нарушена, придётся разобрать чайник своими руками и продолжить прозвание внутренних элементов (колодки с клеммами, ТЭНа, контактов кнопки включения), а затем либо восстановить целостность цепи, либо очистить места соединения элементов от окисла.

Проверка термопота

Термопотом называют устройство с терморегулятором, схожее с электрочайником, но способное нагревать воду до определённой температуры (вплоть до температуры кипения) и поддерживать эту температуру столько, сколько необходимо. Ещё одной особенностью термопота является то, что слив воды из ёмкости осуществляется при помощи встроенной помпы, которая может быть как механической, так и электрической. Конструкция термопота сложнее, чем у электрочайника, но проверка данного устройства осуществляется по тем же принципам. К числу проверяемых элементов добавляется терморегулятор. Проверку начинают с прозванивания контактов, расположенных на основании (подставке), при этом один щуп тестера подключают к штырю вилки шнура питания, а другим поочерёдно касаются контактов. Далее прозванивают остальные доступные для проверки элементы.

Когда обращаться к мастеру

Специалисты не советуют самостоятельно начинать ремонт электрического чайника в следующих ситуациях:

когда человек не имеет нужных знаний и практического опыта в этом деле;
когда поломка наблюдается в термостате;
в ситуации, когда в корпусе чайника образовалась трещина или надкол;
когда необходимо поменять отремонтировать тэн в модели с закрытым типом нагревателя.

Ремонт электрочайника

Таким образом, преждевременное выключение электрического чайника еще до закипания воды может быть вызвано большим количеством накипи на его стенках и тэне или поломкой, когда из строя вышел термостат или предохранитель. Другие причины — сколы и трещины на корпусе либо плохое закрепление тэна внутри устройства. Если накипь можно очистить в домашних условиях, то в других ситуациях лучше обратиться в сервисный центр и отдать электрочайник на ремонт.

На видео об отключении чайника

С какими поломками можно вернуть чайник продавцу

Если приобретённый товар не соответствует заявленному качеству или в процессе эксплуатации выявлены неполадки в его механизмах, согласно Закону о защите прав потребителей, товар можно вернуть продавцу и получить обратно деньги. Для этого должны быть соблюдены определённые условия.

— чайник не был в употреблении, внешний вид, заводские пломбы и ярлыки, а так же товарный вид остались в полной сохранности
— наличие товарно-кассового чека или другого документа, свидетельствующего о покупке (в случае отсутствия таких документов, есть возможность ссылаться на показания свидетелей)
— в день обращения в продаже отсутствует аналогичный товар для замены
— удовлетворение требования о возвращении денег должно произойти не позднее 10 дней со дня предъявления
— необходимо иметь с собой гражданский паспорт для составления акта возврата чайника.

В случае, если купленный чайник находится на гарантии, его ремонт может осуществляться только в гарантийных мастерских, список которых приводится в гарантийном талоне. Самостоятельная разборка прибора и попытка устранения неисправности, влечёт за собой прекращение гарантийных обязательств со стороны производителя.

Из этого вытекает простой вывод. Разумнее использовать гарантию, чем пытаться починить чайник самостоятельно. Надеяться на то, что в мастерской «не заметят» следов вскрытия не стоит. Профессионалу, который занимается ремонтом бытовой техники ежедневно и в течении многих лет, достаточно одного взгляда, что бы определить, разбирался чайник или нет. К тому же, существуют различные ухищрения со стороны производителя, которые направлены на избежание подобных ситуаций. Они не видимы глазу, но достаточно чёткие, что бы с их помощью определить (и доказать) факт несанкционированной разборки.

Весь бракованный товар подлежит возврату или обмену, по желанию покупателя. Исключением могут быть только сложные технические товары, подлежащие экспертизе на предмет заводского или складского брака. Чайник, разумеется, в эту категорию не попадает.

При возникновении спорных вопросов, продавец обязан провести экспертное обследование товара за свой счёт. Покупатель имеет право присутствовать во время экспертизы. Если в результате обследования будет доказано, что брак чайника (или другого товара), образовался по вине покупателя, то он обязан будет возместить все расходы по экспертизе.

Разбираем подставку

Перед тем как приступить к самостоятельному ремонту, требуется убедиться в том, что устройство отключено от сети. Итак, первым делом нужно перевернуть подставку и открутить все болты, которые там присутствуют. Если это дисковая модель, то внизу есть три болта, которые откручиваются крестообразной отверткой. Затем снимается нижняя часть конструкции и перед вами появляется система со всеми элементами. Она легко отсоединяется от корпуса.

Как разобрать подставку

Разбираем подставку старого образца. Для начала переворачиваем ее, откручиваем все болтики, отсоединяем нижнюю часть от верхней. После чего все элементы будут в открытом доступе.

Разборка прибора, как видите достаточно легкая. Однако никогда не стоит спешить, так как могут присутствовать некоторые пластмассовые защелки, которые решил установить производитель для улучшения качества соединения.

Как сделать электрочайник напрямую без кнопки включения

Стоимость новой клавиши либо биметаллической пластины может быть слишком высокой по отношению к цене самого электрочайника. В таком случае можно сделать его, подключив напрямую без включающего механизма.

Важно! Электрочайник будет включаться при подсоединении к электрической розетке, а выключаться вытаскиванием вилки из розетки.

Для подключения напрямую необходимо:

разобрать электроприбор;
отсоединить контакты;
соединить и скрутить концы проводов между собой;
зафиксировать контакты друг с другом изолирующей лентой;
собрать электрочайник, зафиксировав ручку шурупом.

Замена ТЭНа: электрочайник не включается

Сгоревший ТЭН – самая частая причина поломки прибора. Она может произойти по множеству причин:

постоянное перегревание нагревательного элемента;
перепад в сети;
наличие большого количества накипи.

Независимо от модели, ремонт электрочайника своими руками начинается с диагностики и проверки наличия других причин, почему он может не включаться. Прежде всего, требуется проверить саму розетку, если все в порядке, то шнур на целостность и только после этого приступать к разборке корпуса.