小家电原理与维修电子教案

【课题】

第一章电热基础

新授课【教学目标】

1．知识目标：了解电热器具的类型及基本结构，熟悉电热器件的发热原理，温控器件的工作原理。

2．能力目标：能够正确识别及熟练应用常用的电热器件及温度控制器件。

3．情感目标：激发学生浓厚的学习兴趣，培养学生严谨的科学态度，锻炼实际分析能力。

【教学重点】

电阻式电热器件的的结构，红外线电热器件的的结构。

【教学难点】

PTC电热器件的特性及其控制原理。居里点概念的理解。温控器件的控制原理及应用。

【教学方法】

读书指导法、分析法、演示法、练习法。

【课时安排】

4课时

【教学过程】

〖导入〗（3分钟）

提问：当代生活中常见的家用加热电器，让大家回忆并描述家用电器的操作过程，并以已有的知识来谈一下对加热电器原理的理解，为下面的知识介绍铺路。老师介绍电热器具在日常生活中的普遍应用，提起学生兴趣。

〖新课〗

第一节电热器具的类型及基本结构

一、分类

（师生互动，提问家庭生活中都有哪些电热器具，罗列一下，为授课过程中分类做好准备。）

1. 按用途

（1）电热炊具

（2）电热水器

（3）电热取暖器

（4）熨烫与消毒器具

2. 按电热转换方式分类

（1）电阻式

（2）红外式

（3）感应式 （4）微波式

二、基本结构

电热器具分为：电热器件、温度控制器、安全保护装置。

1. 电热器件：将电能转换成热能。如电阻丝、电阻发热体、电热合金发热体、电热合金发热体、管状加热器、PTC 加热器。

2. 温度控制器件：对发热器件的温度、电功率、通电时间进行控制。

3. 安全保护装置：在电热器具发热温度超过正常范围时，自动切断电源，防止过热而损坏。如超温保护熔断器、热继电器。

第二节 电热器件

一、电阻式电热器件

1. 合金电热材料的分类 （1）高阻性m 106

⋅Ω>-ρ

（2）中阻性m 10)1~2.0(6

⋅Ω⨯=-ρ

（3）低阻性m 102.06

⋅Ω⨯<-ρ 2. 按材料分

（1）物理与机械性能参数：密度、导热系数、线膨胀系数、比热、熔点等。 参见教材表1-1

（2）最高使用温度：本身允许达到的最高表面温度。 参见教材表1-2

（3）电阻温度系数：阻值随温度变化的情况。 参见教材表1-3

3. 绝缘材料与绝热材料

（1）绝缘材料：指电阻率m 107⋅Ω>ρ （2）绝热材料：导热性能较差的物质 4. 电阻式电热器件的结构

二、红外线电热器件

红外线器件加热的特点：升温迅速，穿透力强，受热均匀，节约能源，无污染。

名 称 构 成 特 点

应 用 管状红外线辐射器件

石英管内装置螺旋合金丝或普通金属管加上红外线辐射涂层

石英管：辐射效率高、耐急热急冷性好。金属管状红外线加热器可制成不同形状，机械强度高，安装方便，但红外涂层易脱落

空间取暖器或电烤箱等

板状红外线辐射元件 罩盖式电热元件的金属罩上涂红外线辐射物质

红外辐射面积大 电热炊具

烧结式红外线辐射元件

陶瓷中放进电热丝，高温烧结后表面涂上红外线辐射涂料

工艺复杂、机械性较差 电烤炉及取暖器

粘接式红外线辐射元件

将耐热粘接剂涂在电热元件表面，将红外线辐射元件粘在电热元件上

集中了其他红外元件的优点，有一定的弯曲强度

广泛

三、PTC 电热器件

阻值随温度变化的新型发热元件。

电阻率ρ与温度T 之间的函数关系如图所示。

居里点（温度）p T ：当温度达到一定值，电阻率继续变大。

第三节 温度控制器件

一、双金属温控器

1. 双金属片

因膨胀系数不同受热产生弯曲。

常见的形状，如图。

2. 双金属温控器的原理及控温原理

吸热方法：接触热源和受热辐射；利用电流热效应。

双金属片温控种类：缓动式和快动式。

双金属片温控器由双金属片、触点、调温螺旋杆等组成。

触点形式有动合触点和动断触点。

二、磁性温控器

1. 感温磁铁的特性

常温下，随温度升高，磁导率增大，当温度升高到居里点时磁导率迅速减小。特性曲线如图所示。

2. 磁性温控器的结构及控温原理

如图为电饭锅所用磁性温控器结构原理图。

组成：温感磁铁、永久磁钢、拉杆、杠杆及触点等。

通电：永久磁钢吸住温感磁铁。

切断电源：达到居里点，温感磁铁磁性急剧变小，磁钢下落。

特点：动作敏捷、可靠、控温准确，结构复杂，不能反复自动供电，适用于限温开关。

三、热电偶温控器

如图为热电偶示意图。

由两种成分不同相互具有一定热电特性的材料构成热电极。

两端有温差，产生电动势，去控制温度。

特点：结构简单、使用方便、精确可靠，调温范围宽，用于较大功率的电热器具上。

四、电子温控器

采用负温度系数的热敏电阻作为感温元件。

负温度系数（NTC）：温度升高，电阻率明显减小。

如图所示为NTC热敏电阻的结构及电路符号。

如图为NTC热敏电阻的电阻—温度特性。

控制原理：温度变化，热敏电阻阻值变化，引起电路中电压或电流变化，经电路放大，驱动执行器件，控制温度。

五、超温保险器件

作用：在电热器具工作异常，温度超过极限值时，立即切断电源，以确保安全。

如图为重力式超温保护熔断器的结构。

重物上涂有不同颜色点来表示熔断温度。

第四节定时器

一、机械发条式定时器

如图为机械发条式定时器结构。

动力源：卷曲的弹簧钢带。

二、电动机驱动式定时器

如图为电动机驱动式定时器的结构。

动力源：微型同步电动机。