烤面包机的基本原理

烤面包机的基本原理

在美国，您可以在任何廉价商店以不到20美元的价格购买一个烤面包机。右图显示的型号可以让您设置面包片烤焦的程度，还带有解冻模式。

任何烤面包机应用的基本原理都很简单。烤面包机使用红外辐射加热面包片（有关红外辐射的信息，请参见热水瓶工作原理）。您放入面包，然后看到线圈变成红色时，那是线圈在产生红外辐射，这种辐射可以逐渐使面包的表面干燥并变焦。

烤面包机产生红外辐射的最常见方法是使用缠绕在云母片上的镍铬铁合金丝，如图所示：

烤面包机加热元件，云母片上的镍铬铁合金丝

镍铬铁合金丝是镍和铬的合金。它能成为良好的产热器是因为它有两个特点：∙与铜丝等材料相比，镍铬铁合金丝的电阻相当高，即使很短一段也具有足以产生大量热量的电阻。

∙镍铬铁合金在加热时不会氧化。铁丝在烤面包机内的高温下会很快腐蚀。

最简单的烤面包机需要两块缠绕镍铬铁合金丝的云母片，它们是平行放置的，中间形成约2.5厘米的槽，镍铬铁合金丝直接与插头相连。如果要烤面包片：

∙您要在插槽中放入一片面包。

∙然后您要插上烤面包机的电源插头，观察面包的情况。

∙当面包变得足够焦时，您要拔下烤面包机的插头。

∙然后您要把烤面包机倒过来，将烤面包片取出！

大多数人没有这种耐心，也不希望桌上撒满面包屑。因此通常烤面包机还有另两个装置：

1.装有弹簧的托盘。用于弹出烤面包片。这样您就不必把烤面包机倒过来。

2.定时器。用于自动关闭烤面包机，并同时释放托盘使烤面包片弹出。

下面的照片展示的是一种常见烤面包机的某个插槽的俯视图。在插槽两侧排列着两块云母和镍铬铁合金板。在插槽中有一个可升降的金属托架，用于托起和放下面包片。

面包片插槽俯视图

许多烤面包机的插槽两侧有一对炉栅，用以压住面包片，使其居于中央。这部短片是从插槽底部拍摄的，显示了炉栅是如何启动的。当托架靠近插槽底部时，会推动两个金属弹簧，将炉栅向内拉。

每个插槽中的托架与操作柄相连，按下操作柄可使面包片落进烤面包机，如下图所示：

烤面包机沉降装置

这部短片显示了操作柄的运动。

当您按下操作柄时，必须具备三个条件：

1.必须有某种装置夹持住操作柄，从而使烤面包片在烤面包机中停留一段时

间。

2.需要对镍铬铁合金丝通电。

3.必须有某种定时器在适当时间释放托架，使面包片弹出。

在这种烤面包机中，夹持装置和电源开关都是操作柄的一部分：

与烤面包片沉降杆相连的塑料盘，开关电源的塑料楔块（在左边）

当塑料杆降下时，金属片与电磁铁接触。

在上图中您可以看到一根塑料杆和一块与操作柄相连的金属片。塑料杆压迫电路板上的一对触片使镍铬铁合金丝通电，而金属片则被电磁铁吸住，使烤面包片停留在下方。您可以在下图中看到触片（右边的铜片）和电磁铁（左边的绿色块状物）：

烤面包机电路板

下面这两张照片显示了塑料杆怎样使烤面包机通电。在第一张照片中，我们用铅笔模拟塑料杆，您可以看到它是怎样把触片分开的：

烤面包机电路板，显示了电气触点

烤面包机电路板，电触片已接合

这种烤面包机的工作原理是这样的：

∙当您按下操作柄时，塑料杆压迫触片，使电路板通电。

∙电流直接通过触片流到镍铬铁合金丝中，从而开始烤面包。

∙由晶体管、电阻器和电容器组成的简单电路开启，对电磁铁通电。

∙电磁铁吸住操作柄上的金属片，从而使面包留在烤面包机中。

∙简单的电路起到定时器的作用。电容器通过电阻充电，当它达到某一电压时，就会切断通往电磁铁的电流。弹簧立刻将两片面包弹出来。

∙与此同时，塑料杆升起，切断烤面包机的电源。

在这种烤面包机中，控制烤焦程度的元件只是一个可变电阻器。改变电阻就可改变电容器充电的速度，从而控制在释放电磁铁前计时器等待的时间长短。

比较简单的烤面包机使用双金属片（有关双金属片的详细信息，请参见温度计工作原理）关闭电磁铁。烤面包机中的温度升高，金属片被加热时，就会发生弯曲，最终启动一个切断电磁铁电源的开关。使用双金属片的方法存在两个问题：

∙如果厨房里很冷，那么第一片烤面包片会烤得比平时焦。

∙如果您想烤第二批烤面包片，由于烤面包机已经很热，又会烤得太嫩。这种烤面包机的电子电路可以使烤炙变得均匀很多！