Мини-лекции. Электрочайник

   Да, чайник пусть даже электрический по устройству и требованием гораздо проще чем утюг, но всё же... Какие требования? Нагрей до 100° и до свидания! Первоначально, конечно вставили в чайник ТЭН, — термоэлектронагреватель и всё! Чудо природы готово рис3. Работал я в конторе, где таких чайников и самоваров (таких же чайников, но больших размеров) вагон и маленькая тележка. Включит чайник какая-нибудь дура и пошла по делам. Приходит, — чайник (самовар) уже холодный: вода выкипела, а ТЭН весь разорвало! По-видимому от перегрева произошёл внутри микро-взрыв.

   Но произошла революция и пришло время автоматики. Хотя, это слишком громко сказано? В чайниках стали делать разъёмы сетевых шнуров (кабелей) с автоматическим выталкивателем (честно, сам удивился)! При закипании воды и дальнейшего перегрева, автоматически разъём выталкивался из чайника. Какой-нибудь дурак принимал всё это за полтергейст?!! :-)) Ещё дальше пошли изобретатели самоваров рис1 (в разрезе). Там решили по-другому, — хрен с ним пусть кипит, если это ему нравится, но как только уровень воды от кипения снизится до критического, самовар отключается от сети.

   Как это работает? Существует (изобретена) небольшая финтифлюшка под название геркон рис2а. В стеклянной колбочке (внутри либо вакуум, либо инертный газ) два контактика (вариантов может быть много) которые в мирное время замкнуты. Но вот Вы поднесли к геркону магнит и о чудо, — контакты разомкнулись! Есть другого типа наоборот замыкаются. Есть переключающие (как в реле). И, что с этого? Вот на рис2 и показано это нехитрое устройство автоматики.

   В самоваре, прямо над ТЭНОМ находится металлический поплавок в виде бублика. Внутри рис2 находится магнит в виде кольца. Сам бублик насажен на трубку заглушенную сверху. Внутри тот самый геркон и два проводка идущие вниз. Пока в самоваре много (норма) воды поплавок всплывает вверх (упирается в заглушку трубки). Геркон под воздействием магнитного поля контакты замыкает. Естественно из-за нерадивых хозяев вода кипит-кипит, да и выкипит (почти). Поплавок опустится, магнитное поле ослабнет и геркон разомкнётся! Всё, процесс закончен. Если у вас дома такой самоварчик есть, поднесите внутрь компас и Вы увидите как стрелка обрадуется и тут же покажет, что север-юг внутри самовара!

   Но вот проклятый капитализм подарил нам ещё большее чудо, пластмассовый чайник с ещё большей автоматикой. Ведь здесь не только вода может по-тихому выкипеть, но пожар устроить! А посему? Вот посмотрите на рис6. Это условно-принципиальная схема автоматики чайника. Настоящая на рис5, но она как-то не очень внятно Вам объяснит зачем всё это нагорожено? Здесь три зоны ответственности (за безопасность). Зона [a] (голубого цвета), на самом верху биметаллическая пластина би1. Вне зоны переключатель режимов, тот же выключатель-включатель который находится в состоянии включено. Контактная группа [a] замкнута. Красная и жёлтая зоны контактные группы [b] и [c] замкнуты. Всё готово к началу работы. При включении в сеть на ТЭН подаётся напряжение и начинается нагрев.

   И вот наконец-то вода закипела и что? Пока ничего, чайник продолжает булькать... Продолжает до тех пор пока пар не попадёт на место расположения пластины [би1]! Пластина от такой наглости начинает изгибаться, давит на шток который двигает рычаг выключателя до положения ВЫКЛ. и цепь [a] размыкается. ТЭН начинает остывать. А для чего остальные цепи? Если Вы видели или даже пользовались такими чайниками, то не могли не заметить сверху откидную крышку. Так вот, если Вы не закрыли её, то пар не попадёт к [би1], чайник не отключится. Вода стало быть будет медленно, но верно выкипать. После полного выкипания, а точнее приближаясь к полному, ТЭН начнёт перегреваться... Вот тут-то и сработает вторая би-пластина [би2]. Цепь [c] в жёлтой зоне разомкнётся и пожарные к Вам не приедут! Но вдруг (в моей практике такое было) контакты [c] окажутся сваренные (спаянные) и система не отключит ТЭН от сети? То в таком случае сработает аварийная защита в красной зоне. Контактная группа [b] была до этого замкнута благодаря упирающегося в неё одним концом пластикового стержня, а вторым в область [t°] связанную с ТЭНОМ. Стержень начнёт плавиться и естественно уменьшаться в размерах. Давление с его стороны на контактную группу [b] прекратится и цепь разомкнётся, пожара не будет!

   При всём держал я в руках чайник у которого сработала красная зона, а все остальные группы были сварены и похоже мгновенно! Что уж там произошло, но факт! Мне долго пришлось ломать голову глядя на расплавленный стержень и на кой он там нужен был?! :-))

   На рис4a,b,c показаны два варианта ТЭНОВ. Рис4a,b закрытого типа, a — вид снизу, а b — сверху. Рис4с — открытого типа. На рис5 собственно, ну очень сложная схема нашего супер-пуперного чайника... Единственное отличие от того, что на рис6 расположение цепи [a] хотя это не принципиально, все функции сохранены. Это самая простая схема с минимально необходимыми составляющими. Существуют ещё и с подогревом, так ещё после закипания поддерживающими температуру воды (близкую к 100°) и наверняка другие прибамбасы?.. Но это уже так себе, извращения для тех у кого денег много?!