家用电热水壶自动判断烧水温度的控制电路

学习过物理的人都知道物体都具有热胀冷缩的特性，物体在受热温度升高的时候体积会膨胀，遇冷则会收缩。这种特性在现实生活中既有它有利的作用，也有它不利的影响。最典型的是早期的火车钢轨为了避免因为热胀冷缩而导致的轨道受损，所采用的钢轨都是有缝钢轨，
火车跑在上面就会产生非常规律的“卡塔卡塔”的声音，这是利用钢轨之间的缝隙消化钢轨因为热胀而导致的长度伸长。现在的高铁已经采用了无缝钢轨，并非钢轨没有热胀冷缩，主要是采用了新型的轨道，一方面从材料上减小钢轨热胀冷缩的程度，另一方面是采用科学的铺装方式来消化热胀所带来的影响。大型建筑物和桥梁每隔一段距离都会留有伸缩缝也是为了防止因为混凝土热胀冷缩导致的损伤。
虽然物体的热胀冷缩特性有很大的危害，但是我们也可以科学利用物体的这一特性实现非常独特的机能。比如电热水壶里面的控温装置，就利用了金属的热胀冷缩特性。虽然物体都具有热胀冷缩的特性，但是不同的物质的热胀冷缩的系数是不一样的。

同样的温度条件下，不同的金属热胀冷缩的程度有区别。电热水壶的控温装置就是利用了两种不同金属热胀冷缩特性的不同而实现的。具体是将两种或多种不同的金属薄片铆接在一起放置在电热水壶中，和水一样受热，由于不同的金属的膨胀系数不同，双金属片中膨胀系数大的金属膨胀的厉害，膨胀系数小的金属膨胀程度低，而两种金属铆接在一起的双金属片就会因此出现弯曲。而且随着温度的升高，双金属片弯曲的程度也逐渐加大，电热水壶的制造厂家可以设计双金属片，使它在水烧开以后双金属片弯曲到正好触发加热电源断电。以此来实现对电热水壶烧水过程的自动控制。
而当电热水壶断电以后，双金属片温度会降低，这样双金属片的弯曲程度又会逐渐的减小，到常温时恢复到正常的水平。在正常水平的位置，正好能够使电热水壶的加热电路导通，下一次加水的时候，只要通上电源，电热水壶又可以开始为水加热。
这种利用双金属片进行温度控制的装置，不仅在家用电热水壶里面使用，在很多温控场合得到广泛的应用。当然，由于双金属片弯曲程度并不是特别的灵敏，所以，双金属片控温装置的精度并不是特别高。现在随着温度传感器的发展比双金属片更高级的温控装置已经普遍使用。但在一些对温控要求不太高的场合，双金属片控温装置还是普遍使用，因为这种控温装置结构简单，成本低廉，使用寿命也较长。