Электрический утюг это тепловое действие тока

Электрический утюг это тепловое действие тока

Утюг (от тюрк. *ütüɣ, тур. ütü «утюг») [1]  — элемент бытовой техники для разглаживания складок и заминов на одежде. Процесс разглаживания называют глажкой или глаженьем.

Современные утюги выпускаются бытовые, для проглаживания небольшого объёма изделий в течение непродолжительного времени, и промышленные, рассчитанные на длительный непрерывный цикл работы и проглаживание большого объёма изделий в условиях коммунально-бытовых предприятий и учреждений (прачечные, химчистки и т. д.) [2] . Бытовые утюги обычно имеют рабочую температуру от 121 ° C до 182 ° C.

Обычный утюг

Обычная модель исполнена просто и имеет минимум возможностей. Единственным регулирующим устройством является температурный датчик с опциями переключения нагревания подошвы. Из-за ограниченности функций такие модели не пользуются популярностью.

Устройство

Основные элементы:

1. Подошва – главная часть, от которой зависит качество и удобство использования. Обычно изготавливают с тефлоновым, керамическим, иногда сапфировым покрытием. Это позволяет уменьшить трение между изделием и подошвой при глажке. В недорогих моделях она из алюминия или стальная.
2. Трубчатый электронагреватель (ТЭН) – расположен внутри подошвы. Состоит из нихромовой спирали с керамическими кольцами.
3. Терморегулятор отвечает за температуру подошвы. Он должен включать или возобновлять работу по требуемому режиму глажки.
4. Провод имеет тканевую оплетку, у основания предусмотрен пластиковый ограничитель. Он трехжильный (одна из жил предназначения под заземление).
5. Крышка корпуса – она выполнена из прозрачного материала и закрывает механизм подачи пара.
6. Ручка – обычно выполняется из нескользкого пластика.
7. Сигнальный индикатор – во всех моделях нагреватель соединен контактами с лампочкой. Она включается при нагревании подошвы.

Принцип работы

Принцип работы утюга заключается в том, что по нагревательному элементу проходит ток и выделяется тепловая энергия, так действуют все модели. Разница между ними в добавлении полезных функций. Регулировка степени нагрева обеспечивается термостатом, и после набора тепла подача тока прерывается. Через время после остывания подача тока возобновляется, о чем свидетельствует индикатор.

Электрическая схема

Принципиальная схема состоит из следующих элементов:

• электронагреватель ТЭН;
• терморегулятор с пластиной из биметалла;
• резистор сопротивлением 270 кОм;
• лампа в качестве индикатора;
• сетевая вилка под напряжение 220 в.

После включения шнура в розетку нагревается ТЭН. В цепи параллельно ему подсоединены сопротивление и индикатор для сигнальной подсветки при достижении рабочего режима. Терморегулятор состоит из биметаллической пластины, она меняет форму при нагреве. При этом контакты размыкаются, цепь становится разомкнутой. Световой индикатор выключается. После того, как постепенно остывает биметалл, пластина опять восстанавливает форму и цепь ТЭНа – индикатора. Нагрев продолжается дальше.

Как отремонтировать утюг самостоятельно 6 главных причин поломки

Утюг – гарантия опрятных вещей и аккуратного вида. Ответственные и добропорядочные хозяйки испытывают не очень приятные эмоции, когда прибор ломается — позволить его дорогостоящий ремонт может позволить не каждый. Да и зачем отдавать лишние средства, если есть возможность починить устройство самостоятельно. Давайте рассмотрим, какие бывают основные неисправности гладильного прибора и как можно отремонтировать утюг дома самостоятельно.

Прежде чем разбирать гладильный аппарат, проверьте все внешние элементы конструкции, возможно проблема именно в них. Главные детали утюга находятся в его днище, они то и служат основными причинами для поломки. К их ряду относят:

1) Регулятор температуры.
2) Электрический шнур
3) Регулятор воды
4) Система отпаривания
5) Подошва утюга
6) Нагревательный элемент

Происхождение утюга

Первое гладильное сооружение придумали еще в Древней Греции — для плиссировки одежды использовали обточенные нагретые камни. Когда появился первый подобный современной форме утюг, его использовали исключительно для глажки шелка.

Интересный факт: корпус первых утюгов наполняли горячими углями.

Неизвестно, кто и когда придумал подобие современного утюга, но изобретение первого электрического прибора присваивают Генри Сили. Американец зарегистрировал механизм под названием «Еlectric flat iron» в 1882 году.

Вес электрического устройства составлял шесть килограмм. Поэтому не трудно представить каков был гладильный процесс. После того, как в механизм внедрили способ нагрева за счет угольной дуги – уход за тканевыми вещами в разы упростился.

В 1892-м году компании «Crompton Co» и «General Electric Company» начали производство утюгов на электрической спирали. Далее в устройства внедрили регулятор тока и подачу пара, защиту от накипи и другие важные опции. В соответствии с модой менялся дизайн утюгов.

Устройство утюга

Принцип утюжного механизма таков: ток разогревает спираль, которая направляет производное тепло в подошву механизма. Достаточно непростая конструкция гладильного аппарата включает в себя следующие элементы:

• Электропровод. В таких устройствах используют провода с тканевой оплеткой, она защищает оболочки провода от нагревания и перетирания.
• Система для регуляции пара. Специальные кнопки на механизме служат сигналом для подачи пара или водяных брызг.
• Емкость для воды. В специальном отделении обрабатывается жидкость для подачи пара.
• Термостат. За счет терморегуляции прибор не перегревается, тем самым не портит вещи.
• Утюжная подошва. Деталь служит для непосредственного разглаживания одежды.

Чтобы определить неисправность, устройство следует продиагностировать. Именно поэтому для самостоятельного ремонта рекомендуется знать особенности конструкции и принцип работы гладильного аппарата.

Диагностика утюга и определение возможных причин неисправности

Утюг может не работать по разным причинам, на его поломку влияет некачественный уход, длительность эксплуатации, используемая вода и много других факторов. Рассмотрим основные сигналы устройства о неисправности.

Что значит, когда утюг пищит? У каждого устройства данного типа установлены термореле, они периодически включаются и выключаются. Продиагностировать их можно с помощью электротестера. Для этого разберите утюжный аппарат и проверьте электрический сигнал тестером.

Утюг течет: что делать? Течка может быть обусловлена двумя причинами: неисправностью клапана или неправильной эксплуатацией. В первом случае, с парогенераторного утюга вытекает вода: когда закрыт клапан или жидкость недостаточно нагревается для производства пара. Чтобы проверить деталь, залейте воду и включите прибор в сеть. Потрясите устройство в горизонтальном положении и отключите подачу пара. Если вода вытекает – клапан закрыт неплотно. У приборов для глажки Philips такая неисправность случается реже, особенно длительной эксплуатацией характерны модели Philips GC1028/20 и Philips GC1026/30.

Что делать, если утюг плохо отпаривает или вообще не выпускает пар? Причина может крыться в накипи. В таком случае надо почистить механизм лимонным раствором: залейте смесь лимонной кислоты в утюг и поставьте на режим отпаривания. Дождитесь полного восстановления пара и промойте устройство дистиллированной водой.

Почему утюг не греет? Оптимальный нагрев прекращается при поломке следующих деталей: помпы, термопредохранителя или просто отходят контакты. Для точного определения устройство следует продиагностировать, сделать это можно самостоятельно или доверить специалисту. Для диагностики вскройте прибор и проверьте подозреваемые детали электротестером. При неисправности одной из деталей подача звуковых сигналов у прибора прекратится.

Почему утюг долго остывает? Возможно, проблема заключается в терморегуляторе. Проверить поломку с помощью мультиметра можно так: вскройте корпус и зачистите наждачной бумагой контакты на биметаллической пластине. Проверьте их электрическим тестером и покрутите румпель регулятора. Цифра 1 на дисплее прибора будет свидетельствовать о его неисправности.

Как разобрать утюг

Разобрать механизм старой конструкции не проблема, сложнее разобраться с новыми моделями. Современные трёхъярусные утюги состоят из ручки, корпуса и подошвы. Отыскать скрытые под пластиковой отделкой шурупы бывает непросто, для этого надо знать основные места их расположения. Элементы крепления находятся в торцевой части, под регулятором температуры и ручкой, а также под кнопками. Возьмите подходящую отвертку или другой наручный предмет и аккуратно подденьте корпус прибора. После того, как корпус устройства будет снят, открутите последние три шурупа на внутренней части подошвы. Теперь, можно считать, что последние этапы демонтажа выполнены. Собирают механизм по той же схеме. Смотрите на видео: Как разобрать утюг за 3 минуты.

Совет: Отнеситесь к раскручиванию утюга с особым вниманием и осторожностью. В большинстве случаев разобрать механизм без поломок невозможно. Узнать подробности конструкции можно прочитав инструкцию, так больше шансов обезопасить устройство от механических повреждений.

Неполадки сетевого шнура

Чаще всего шнур перетирается возле вилки и корпусной обшивки. При неисправности шнура деталь требует замены. Предварительно проведите электрические тесты, они помогут определить точную причину поломки. Тесты осуществляются за счет мультиметра, контрольной лампы, индикатора фазы и с помощью «брехуна». Принцип работы у приборов одинаковый. Все они служат для определения электрического сигнала в заданных точках. В некоторых моделях утюгов нет сетевого шнура, к таким приборам относится Electrolux EDBT800.

Совет: В некоторых случаях для возобновления нормальной работы утюга достаточно зачистить контакты на вилке. В таком случае менять провод не обязательно.

Неисправность трубчатого электрического нагревателя (ТЭН)

Прежде чем заменить основной нагревательный элемент – попробуйте очистить его от накипи. Именно накипь становится основной причиной для плохого нагрева. При правильном пользовании нагревательный элемент надо очищать от коррозии, накипи и других повреждений раз в 3 месяца. Также вследствие сильного перегрева спираль на тэне может разорваться, это служит еще одной причиной для замены детали. Прежде чем покупать прибор, определите нужную мощность, размер, условия теплообмена будущей детали. Процесс замены старого тэна на новый несложный, для этого на место неисправного прибора подсоедините новый. Тэн прикручивается с помощью шурупов.

Совет: Чем больше мощность утюга, тем быстрее он будет нагреваться. К мощным механизмам относят модели Braun TS545S и Electrolux EDBS3350.

Совет: Поскольку тэны выпускают разной конструкции, подобрать элемент для новой модели утюга будет не проблема.

Неисправность термопредохранителя

Термопредохранитель предназначен для защиты электрической системы прибора от сетевых перенапряжений или замыканий. Размещается деталь возле основного нагревательного элемента. Для диагностики термопредохранителя используют мультиметр (недорогой вариант — TOPEX 94W102): к двум концам детали присоедините контакты «плюс» и «минус». Цифра один на дисплее означает обрыв цепи (полную неисправность прибора). Как показывает практика, частой причиной для поломки утюга становится термопредохранитель. Однако сильно опасаться не стоит, при нормальной работе температурного регулятора устройство способно функционировать без помощи предохранителя.

Читайте также: Как выбрать стиральную машину

Другие неполадки

Что делать если утюг пригорел? Налипания на подошве грозят тем, что во время дальнейшей глажки к утюгу будет прилипать одежда. Эффективно почистить пригоревший утюг можно с помощью домашних или специальных средств. Поскольку в состав почти всех химических вещества входит аммиак, чистку проводят в помещениях с хорошей вентиляцией. Из-за неграмотного протирания на поверхности подошвы могут образоваться сколы или царапины.

Чистящее средство подбирается в зависимости от покрытия подошвы, они бывают тефлоновые, керамические, с нержавеющей стали или алюминия. К домашним очищающим веществам относят: соду, уксус, хозяйственное мыло и спирт. Чтобы почистить утюг уксусом, налейте раствор на льняную ткань и хорошо ее отожмите. Если убрать подгоревшее налипание не удалось – повторите действие с нашатырным спиртом.

Совет: Проследите, чтобы чистящее средство не попадало в паровые отверстия, это может стать причиной для новой поломки.

Чем очистить утюг от накипи? Из-за окисления парогенераторный утюг пачкает одежду рыжими пятнами. Накипь на тэне убирается с помощью бытовой химии (например, вещества «Антинакипина») или домашних средств. Любые чистящие жидкости пропускаются через нагревательный элемент, тем самым удаляют окислы на поверхности раскаленного металла. В домашней среде очищенье осуществляется минеральной водой, уксусом или лимонной кислотой. Повторяйте процедуру до тех пор, пока утюг не перестанет оставлять пятна на ткани. Некоторые модели утюгов оснащены системой самостоятельной очистки, к ним относятся Panasonic NI-W900CMTW и Electrolux EDBS2300.

Подытоживая, можно отметить, ремонтные работы утюга требует немало знаний и опыта. Однако зная причину поломки можно самостоятельно устранить неисправность. Следуя всем вышеперечисленным рекомендациям ремонтный процесс не повлечет за собой дополнительные проблемы. Для предотвращения поломок пользуйтесь дистиллированной или кипяченной водой. А также очищайте специальными средствами окисел на металле, так преждевременно заменять дорогостоящие детали не придется.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 267-270.

Как вычислить работу электрического тока? Мы уже знаем, что напряжение на концах участка цепи численно равно работе, которая совершается при прохождении по этому участку электрического заряда в 1 Кл. При прохождении по этому же участку электрического заряда, равного не 1 Кл, а, например, 5 Кл, совершённая работа будет в 5 раз больше. Таким образом, чтобы определить работу электрического тока на каком-либо участке цепи, надо напряжение на концах этого участка цепи умножить на электрический заряд (количество электричества), прошедший по нему :

где А — работа, U — напряжение, q — электрический заряд. Электрический заряд, прошедший по участку цепи, можно определить, измерив силу тока и время его прохождения:

Используя это соотношение, получим формулу работы электрического тока, которой удобно пользоваться при расчётах:

Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа .

Работу измеряют в джоулях, напряжение — в вольтах, силу тока — в амперах и время — в секундах, поэтому можно написать:

1 джоуль = 1 вольт х 1 ампер х 1 секунду,

Выходит, что для измерения работы электрического тока нужны три прибора: вольтметр, амперметр и часы. На практике работу электрического тока измеряют специальными приборами — счётчиками . В устройстве счётчика как бы сочетаются три названных выше прибора. Счётчики электроэнергии сейчас можно видеть почти в каждой квартире.

Пример . Какую работу совершает электродвигатель за 1 ч, если сила тока в цепи электродвигателя 5 А, напряжение на его клеммах 220 В? КПД двигателя 80% .

Запишем условие задачи и решим её.

Вопросы

1. Чему равно электрическое напряжение на участке цепи?
2. Как через напряжение и электрический заряд, прошедший через участок цепи, выразить работу электрического тока на этом участке?
3. Как выразить работу тока через напряжение, силу тока и время?
4. Какими приборами измеряют работу электрического тока?

Упражнение 34

1. Какую работу совершает электрический ток в электродвигателе за 30 мин, если сила тока в цепи 0,5 А, а напряжение на клеммах двигателя 12 В?
2. Напряжение на спирали лампочки от карманного фонаря равно 3,5 В, сопротивление спирали 14 Ом. Какую работу совершает ток в лампочке за 5 мин?
3. Два проводника, сопротивлением по 5 Ом каждый, соединены сначала последовательно, а потом параллельно и в обоих случаях включены под напряжение 4,5 В. В каком случае работа тока за одно и то же время будет больше и во сколько раз?

Работа электрического тока показывает, какая работа была совершена электрическим полем при перемещении зарядов по проводнику.

Зная две формулы:

I = q/t . и. U = A/q
можно вывести формулу для расчета работы электрического тока:

Работа электрического тока равна произведению силы тока на напряжение и на время протекания тока в цепи.

Единица измерения работы электрического тока в системе СИ:

[ A ] = 1 Дж = 1A.B.c

При расчетах работы электрического тока часто применяется
внесистемная кратная единица работы электрического тока: 1 кВт.ч (киловатт-час).

В свое время в качестве единицы мощности Дж. Уатт предложил такую единицу, как «лошадиная сила». Эта единица измерения дожила до наших дней. Но в Англии в 1882 г. Британская ассоциация инженеров решила присвоить имя Дж. Уатта единице мощности. Теперь имя Джеймса Уатта можно прочесть на любой электрической лампочке.
Это был первый в истории техники случай присвоения собственного имени единице измерения.
С этого случая и началась традиция присвоения собственных имен единицам измерения

Рассказывают, что.
одну из паровых машин Уатта купил пивовар, чтобы заменить ею лошадь, которая приводила в действие водяной насос. При выборе необходимой мощности паровой машины пивовар определил рабочую силу лошади как восьмичасовую безостановочную работу до полного изнеможения лошади. Расчет показал, что каждую секунду лошадь поднимала 75 кг воды на высоту 1 метр, что и было принято за единицу мощности в 1 лошадиную силу.

Ток, протекающий в спиралях электроламп, нагревает их до очень высокой температуры.
Поэтому, чтобы спирали служили дольше, их заключают в стеклянные баллоны, заполненные в лампах большой мощности инертным газом.

В баллонах ламп малой мощности (до 40 Вт) — вакуум. Чтобы лампа работала дольше, температура спирали таких ламп ниже, а свет имеет желтый оттенок.

Атмосферное электричество опасно проявлением в виде линейных разрядов (молний), которых возникает на нашей планете примерно 100 каждую секунду. Атмосферные электрические заряды могут иметь напряжение до 1 миллиарда вольт, а сила тока молнии достигать 200 тысяч ампер. Время существования молнии оценивается от 0,1 до 1 секунды.
Температура достигает 6-10 тысяч градусов Цельсия.
И если предположить, что электрическая энергия одной молнии может составлять 2500 квт/час, а одна семья из трех человек потребляет в месяц 250 квт/час электричества, то энергии одной молнии хватило бы, чтобы удовлетворить потребность этой семьи на 10 месяцев.

СУМЕЕШЬ ЛИ ТЫ РЕШИТЬ

Две электрические лампы, мощность которых 40 и 100 Вт, рассчитаны на одно и то же напряжение.
Сравните по сопротивлениям нити накала обеих ламп.

Комната освещена с помощью 40 электрических ламп от карманного фонаря, соединенных последовательно и питаемых от городской сети. После того как одна лампа перегорела, оставшиеся 39 снова соединили последовательно и включили в сеть.
Когда в комнате было светлее: при 40 или 39 лампах?

Последовательно соединенные медная и железная проволоки одинаковых длины и сечения подключены к аккумулятору. В какой из них выделится большее количество теплоты за одинаковое время?

Два проводника различной длины, но одинакового сечения и материала включены параллельно друг другу в цепь электрического тока. В каком из них будет выделяться большее количество теплоты?

Способность тела производить работу называется энергией тела . Таким образом, мерой количества энергии является работа. Энергия тела тем больше, чем большую работу может произвести это тело при своем движении. Энергия не исчезает, а переходит из одной формы в другую. Например, в генераторе механическая энергия преобразуется в электрическую энергию, а в двигателе – электрическая в механическую. Однако не вся энергия является полезной, т.е. часть ее расходуется на преодоление внутреннего сопротивления источника и проводов.

Работа электрического тока численно равна произведению напряжения, силы тока в цепи и времени его прохождения. Единица измерения – Джоуль.

Для измерения работы или энергии электрического тока используется электроизмерительный прибор − счетчик электрической энергии.

Электрическая энергия помимо джоулей измеряется в ватт-часах или киловатт-часах :

1 Вт·ч = 3 600 Дж, 1 кВт·ч = 1 000 Вт·ч.

Мощность электрического тока – это работа, производимая (или потребляемая) в единицу времени. Единица измерения – Ватт.

Для измерения мощности электрического тока используется электроизмерительный прибор − ваттметр.