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著名的三角牌电饭煲
电饭锅不能知道饭有没有熟,但是电饭锅里面有温度传感器可以测内胆(加热体)的温度 。物理学原理很简单,用到生活小家电上,一次完美的工程应用 。不得不承认,这很小日子 。
根据电饭锅原理不同,使用的方法也不同 。老式的电饭锅使用机械式的温控器,现在很多电饭锅都是单片机程序控制了 。
- 首先,所谓索尼发明了第一台电饭煲并不正确,还精确到是索尼联合创始人井深大发明的 。下图这个只停留在原型阶段,并未投产 。但作为吃米饭民族,日本对电饭锅的研制是很早了 。
- 最古老的电饭锅需要人工看着,三菱公司上个世纪40年代开发的 。此后松下也试了,结果都失败了 。
- 东芝在1956年发明了一种定时的电饭锅,分外锅和内锅,外锅和内锅之间加水;加热外锅,外锅与内锅间的水沸腾至100℃,水再加热内锅和锅里的米饭 。等外锅水分蒸发完毕后,再加热下去,温度就超过100℃了,所用的机械式温度感应装置便能够让电源关闭,停止加热 。当年人类的感觉就是,太神奇了,都不用我看着就能做饭,神器啊,
- 因为外锅的水量比较难掌握,而且浪费能源,下一代则是取消了外锅和内锅之间加水 。直接加热内锅 。
- 机械式温控采用的检测原理是,里面有一个“磁钢限温器”,这个简单装置使用一个磁铁吸附在电热盘组件上,并与加热开关连锁;当磁铁被加热到一定的温度时,磁铁会退磁,在弹簧作用下磁铁复位,同时切断开关 。电饭锅检测当锅里的水分被大米逐渐吸收,蒸发减少,直到锅体温度超出100℃,达到103℃(正负2℃)时,停止加热 。可以看出这是一种简单而原始的负反馈机制 。
19世纪末,著名物理学家皮埃尔·居里(居里夫人的丈夫)在自己的实验室里发现磁石的一个物理特性,就是当磁石加热到一定温度时,原来的磁性就会消失 。后来,人们把这个温度叫“居里点” 。居里点(Curie point)又作居里温度(Curie temperature,Tc)或磁性转变点 。是指磁性材料中自发磁化强度降到零时的温度,是铁磁性或亚铁磁性物质转变成顺磁性物质的临界点 。低于居里点温度时该物质成为铁磁体,此时和材料有关的磁场很难改变 。当温度高于居里点时,该物质成为顺磁体,磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变 。这时的磁敏感度约为10的负6次方 。居里点由物质的化学成分和晶体结构决定 。
如图,琴键开关按下后,永磁体被吸附在磁钢上,使得加热开关可以保持接通 。当锅体温度升高到103℃左右时,磁钢的磁性不足以克服弹簧的推力维持吸附住永磁体,于是开关被弹簧推开,进入保温状态 。
保温是利用一种叫作双金属片的结构,这是利用不同的金属在不同温度下膨胀系数不同的原理使得整体产生形变,接触不同的触电来保持温度 。
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