Πώς λειτουργεί η ρύθμιση θερμοκρασίας σε ένα ηλεκτρικό σίδερο;

Η λειτουργία ενός ηλεκτρικού σίδερου είναι πολύ απλή – αντλεί ηλεκτρισμό από το δίκτυο και θερμαίνει ένα πηνίο μέσα. Αυτή η θερμότητα στη συνέχεια μεταφέρεται στην κάτω πλάκα, η οποία πιέζεται πάνω στα ρούχα για να αφαιρεθούν οι ρυτίδες.

Όταν έμαθα να σιδερώνω τα ρούχα μου, ενοχλήθηκα αρκετά από την όλη διαδικασία. Προφανώς το σίδερο άναβε και έσβηνε μόνο του χωρίς λόγο. Όσο με εκνεύρισε αυτό, άλλο τόσο με γοήτευε το περίεργο φαινόμενο. Ευτυχώς, σύντομα συνειδητοποίησα ότι ήταν η λειτουργία "αυτόματη διακοπή ρεύματος" που πυροδότησε αυτήν την ενέργεια στο σίδερο.

Έχετε σχεδόν σίγουρα παρατηρήσει αυτή τη λειτουργία αυτόματης ενεργοποίησης/απενεργοποίησης στα ηλεκτρικά σίδερα, αλλά ξέρετε πώς λειτουργεί; Πώς γνωρίζει το σίδερο πότε κλείνει το ρεύμα;

Τι κάνει ο θερμοστάτης σε ένα ηλεκτρικό σίδερο;

Είναι ο «θερμοστάτης» μέσα στο σίδερο που παρακολουθεί αθόρυβα τη θερμοκρασία και μπορεί να ενεργοποιήσει και να απενεργοποιήσει την τροφοδοσία με τη βοήθεια άλλων ηλεκτρικών εξαρτημάτων. Είναι ίσως το πιο σημαντικό συστατικό του σιδήρου, καθώς βοηθά στη ρύθμιση της θερμοκρασίας.

Οι θερμοστάτες χρησιμοποιούνται όχι μόνο σε σίδερα, αλλά και σε κλιματιστικά, ψύκτες νερού, δωμάτια με αυτόματη ελεγχόμενη θερμοκρασία και πολλές άλλες συσκευές που απαιτούν αυστηρή ρύθμιση θερμοκρασίας. Στην πραγματικότητα, περίπου το ήμισυ της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας στις ΗΠΑ προέρχεται από θερμοστατικά ελεγχόμενα φορτία.

Η βασική λειτουργία ενός θερμοστάτη μπορεί να προέλθει μόνο από το όνομά του. η λέξη αποτελείται από δύο ελληνικές λέξεις:«θερμό» (θερμότητα) και «statis» (status quo ή σταθερά). Όπως υποδηλώνει το όνομα, η βασική λειτουργία ενός θερμοστάτη είναι να διατηρεί σταθερή τη θερμότητα σε ένα δεδομένο περιβάλλον.

Υπάρχει μια προειδοποίηση:Πολλοί άνθρωποι συχνά μπερδεύουν έναν θερμοστάτη με ένα θερμόμετρο ή χρησιμοποιούν τις λέξεις εναλλακτικά.

Λοιπόν, δεν είναι πραγματικά το ίδιο πράγμα. Το θερμόμετρο είναι μια συσκευή που μετρά τη θερμοκρασία ενώ ένας θερμοστάτης προσπαθεί να διατηρήσει ή να ρυθμίσει τη θερμοκρασία.

Ένα ηλεκτρικό σίδερο (Πηγή εικόνας:Wikipedia)

Εργασία ηλεκτρικού σίδερου

Τα ηλεκτρικά σίδερα που χρησιμοποιούμε για να πιέσουμε τις πτυχές από τα ρούχα μας περιέχουν έναν θερμοστάτη που εμποδίζει το σίδερο να ζεσταθεί πολύ όταν είναι ενεργοποιημένο και αφήνεται αφύλακτο για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ας δούμε πώς λειτουργεί ο μηχανισμός.

Ένα ηλεκτρικό σίδερο βασίζεται σε έναν βασικό συνδυασμό θερμότητας και πίεσης για την αφαίρεση των ρυτίδων από τα ρούχα.

Εάν ένα ηλεκτρικό ρεύμα περάσει μέσα από ένα πηνίο ή άλλο θερμαντικό στοιχείο που υπάρχει στο σίδερο, γίνεται πολύ ζεστό. Αυτή η θερμότητα στη συνέχεια μεταφέρεται στην πλάκα βάσης (τη λεία, επίπεδη επιφάνεια που τοποθετείτε πάνω στα ρούχα ενώ σιδερώνετε) μέσω αγωγιμότητας, η οποία σιδερώνει κομψά τα ρούχα σας.

Ωστόσο, εάν το σίδερο αντλεί συνεχώς ρεύμα από την παροχή ρεύματος, το θερμαντικό στοιχείο ζεσταίνεται όλο και περισσότερο. Αυτό προκαλεί μεγάλη σπατάλη ενέργειας, καθώς ένα σίδερο καταναλώνει πολλή ηλεκτρική ενέργεια μέσα σε λίγα μόνο λεπτά, καταστρέφοντας ρούχα και, στη χειρότερη περίπτωση, προκαλώντας σοβαρά και δυνητικά επικίνδυνα ατυχήματα!

Επομένως, είναι απαραίτητο ο σίδηρος να μην θερμαίνεται σε επικίνδυνες θερμοκρασίες. Εδώ, ο θερμοστάτης μπαίνει στο παιχνίδι.

Ελλείψει θερμοστάτη, το σίδερο θα συνέχιζε να τραβάει ρεύμα και το πηνίο θα θερμαινόταν σε επικίνδυνα επίπεδα, κάτι που με τη σειρά του θα μπορούσε να οδηγήσει σε δυσάρεστα ατυχήματα. (Φωτογραφία :Piotr Debowski/Shutterstock)

Ο αρχικός θερμοστάτης που σχεδιάστηκε τον δέκατο έβδομο αιώνα αποτελούνταν από έναν πλωτήρα σε ένα θερμόμετρο υδραργύρου δεμένο σε ένα κάλυμμα αποσβεστήρα. Κάθε φορά που η θερμοκρασία περιβάλλοντος γύρω από το θερμόμετρο ξεπερνούσε ένα ορισμένο όριο, ο υδράργυρος ανέβαινε, μετατοπίζοντας τον πλωτήρα έτσι ώστε να κλείνει τον αποσβεστήρα. Αυτή η βασική προϋπόθεση οδήγησε στους σύγχρονους θερμοστάτες που χρησιμοποιούμε σήμερα.

Διμεταλλικές ρίγες

Ο θερμοστάτης σε σίδερο χρησιμοποιεί γενικά μια διμεταλλική λωρίδα. Όπως υποδηλώνει το όνομα, μια διμεταλλική λωρίδα αποτελείται από δύο διαφορετικούς τύπους μετάλλων – με διαφορετικούς συντελεστές διαστολής – που συνδέονται μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι παρουσία θερμότητας, διαστέλλονται διαφορετικά. Αυτή η διμεταλλική λωρίδα συνδέεται με ένα ελατήριο επαφής με μικρές ακίδες.

Σε μέτριες θερμοκρασίες, το σημείο επαφής παραμένει σε φυσική επαφή με τη διμεταλλική ταινία. Ωστόσο, εάν η θερμοκρασία του σιδήρου ξεπεράσει ένα ορισμένο όριο, η λωρίδα αρχίζει να κάμπτεται προς το μέταλλο με χαμηλότερο συντελεστή διαστολής. Ως αποτέλεσμα, η λωρίδα παύει να συνδέεται φυσικά με το σημείο επαφής, το κύκλωμα ανοίγει και το ρεύμα παύει να ρέει.

(α) Υπό κανονική θερμοκρασία, (β) Όταν το σίδερο ζεσταίνεται πολύ

Καθώς το κύκλωμα παραμένει ανοιχτό για κάποιο χρονικό διάστημα, η θερμοκρασία του σιδήρου μειώνεται, η ταινία διατηρεί το αρχικό της σχήμα και το ρεύμα ρέει ξανά.

Με αυτόν τον τρόπο, μια διμεταλλική ταινία λειτουργεί ως ένα είδος γέφυρας για τη σύνδεση ή την απενεργοποίηση του κυκλώματος για τη ρύθμιση της θέρμανσης.

Αυτή η κυκλική ενεργοποίηση και απενεργοποίηση του σίδερου επαναλαμβάνεται μέχρι να κλείσετε την παροχή ρεύματος από την κύρια πηγή τροφοδοσίας. Επομένως, το σίδερο φαίνεται να ανάβει και να σβήνει επανειλημμένα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας σιδερώματος.

Επιπρόσθετος πυκνωτής

Αν και ένας θερμοστάτης βοηθά στη ρύθμιση της θερμοκρασίας εντός ασφαλών ορίων, η συχνή δημιουργία και η διακοπή του κυκλώματος για τη ρύθμιση της θερμοκρασίας οδηγεί σε σταδιακή φθορά των σημείων επαφής. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές που προκαλούν προβλήματα με τη λήψη ραδιοφώνου. Για να αποφευχθεί αυτό, ένας πυκνωτής συνδέεται σε δύο σημεία επαφής. Η δουλειά του πυκνωτή είναι να εξομαλύνει τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τους πυκνωτές, κάντε κλικ εδώ.

Διαφορετικοί τύποι πυκνωτών