热水壶其实早在1891年时就有了，现在的它已经走进千家万户，给人们的家庭生活带来了很大的便利。在使用过程中一些朋友就会好奇这个热水壶也没什么控制设施，它又是如何实现水开后自动断电呢？

热水壶自动断电原理

对于热水壶自动断电首先想到的就是它是否是温度控制断电，然而通过实际的实验来看它并不是通过壶内水的温度断电。

笔者曾经做过的相关测试

1、热水壶装入清水盖上盖子，通上电源按动开关需要大概5分钟左右水壶就把水烧开自动断电。

2、热水壶内加入清水不盖盖子（注意是没有把盖子盖上）会发现壶内热水一直处于沸腾，但是水壶一直没有自动断电。

3、热水壶内加入清水不盖盖子通电加热直到壶内的清水变得沸腾，让它沸腾一会发现热水壶还是不会自动断电。然后盖上热水壶的盖子，停留一小会热水壶就自动断电。

并且一旦水烧开后，热水壶手柄处的开关就不能立刻按下去，需要等待温度降低下去它才能按压下去。这三个小小的实验也是可以证实热水壶自动断电靠的是蒸汽，而实际控制开关装置就是带有双金属片的蒸汽开关。

自动断电关键部件蒸汽开关

估计这里大部分朋友都没见过这个蒸汽开关长什么样，下图所示就是热水壶最常见也是最容易出问题的部件蒸汽开关，目前市面上一个蒸汽开关价钱在2-5元不等，质量好的价格贵一点。

▲市面上最常见的蒸汽开关

这个蒸汽开关内部有一个双金属片，什么意思呢？很容易理解就是双金属片就是由两片金属片组成，但这两个不是一模一样金属片，金属基本都是具有热胀冷缩特性，专业术语上给它们定义的也是有一个热膨胀系数说法。热膨胀系数越大的随着温度变化它的形变比较大，热膨胀系数小的随着温度变化形变小一点。

而这蒸汽开关的两片金属片的热膨胀系数相差非常的大，当壶内热水出现沸腾时，壶内蒸汽就会通过特定的通道进入到蒸汽开关中。由于蒸汽开关内部两片金属片热膨胀系数相差非常的大，热膨胀系数大的金属片会向着热膨胀系数小的弯曲变形，这就产生了形变，从而可以带动开关机械结构实现自动断电。

▲这个图仅是代表一部分热水壶，不同热水壶它的结构是不同的

而上面也做了相关实验：在热水壶没有盖上盖子给水通电加热，热水壶不会自动断电就是因为壶内蒸汽都通过壶口溜走了，没有通过通道到达蒸汽开关部位，从而不能实现自动断电。

而对于现在的一些高级热水壶来说，它用的不是这种蒸汽开关控制，而是采用控制更加精准的NTC热敏电阻控制方案，目前来说采用这种方案成本比较高一点，大部分热水壶采用的还是蒸汽开关控制。

补充：热水壶几乎每天都要使用，热水壶壶底就会做比较多的水垢。这些水垢不仅仅会影响烧的热水，同时水垢的存在也是会影响烧水速度。只需要加入小苏打和白醋，让它们在水壶内部侵泡一会，用刷子刷刷基本就可以彻底清除这些烦人的水垢。

关于双金属片一些其它相关的知识拓展

其实在普通的热水壶底部也是有一个双金属片控制开关，只不过这个相比较热水壶手柄处那个来说温度设置更加高一点，它的主要作用就是防止干烧的，从而最大程度上保护水壶。

▲热水壶底部防干烧装置

当热水壶出现把水烧干情况，如果没有这个开关作用，水壶就会被烧坏或者引发一些火灾事故等。而当壶内热水烧干后，壶底温度比较高就会触发这个开关动作切断电源。

其实双金属片不单单在热水壶上面使用，在一些工业应用上面，双金属片也可以被拿来做温度计。它不是我们平常使用的身体红外测温仪，它主要用于工业上面的一些特定场合测温使用。像一些早期的电熨斗调温用的也是这个双金属片实现，不过目前用的已经基本不太多了。

工业上也会有一些热继电器，这也是用到了双金属片，主要用于保护工业生产的电动机正常运行，它形成的早期对工业上面的电动机保护起到了重大作用。

结语

以上就是关于热水壶自动断电原理以及一些相关的拓展知识，这里还要提一点的就是这个热水壶电源线长短的问题。

设置那么短的电源线并不是厂家那么做，而是国家对此有相关的规定，这个标准就是GB 4706.19-2008《 家用和类似用途电器的安全 液体加热器的特殊要求》GB代表就是国家强制性标准，这里对此规定热水壶的电源线长度不能超过75厘米，否则是不能上市售卖。

太长的电源线不利于安全性，同时也带来一定的危险性，因为平常使用的热水壶属于大功率电器，功率基本都在1800W左右，太长的电源线工作过程发热就会比较明显，同时也会容易因为碰住水壶电源线而引发壶内热水烫伤人。

而不得不说的就是热水壶的存在是极大的便利了我们的日常生活，只需要五分钟左右的时间就能喝到开水。相比较之前那种插入水瓶内部的热得快来说，它更加的安全可靠。

一般的电热水壶都是利用蒸汽开关来进行自动断电的，高端点的是利用热敏电阻来检测温度停止加热的。下面我分别说下这这两种的原理。

蒸汽开关原理

上图中就是一个普通电热水壶的蒸汽开关，注意看上面有一个金属弹片，这个弹片在温度升高的时候会向内变形，从而触动弹片下面的顶杆，使开关断开，切断热水壶的电源停止加热。只要你注意观察就可以看到水壶内的上方有一个小孔，如下图中间的那个孔就是蒸汽孔，当水开沸腾的时候，会产生大量的水蒸气，蒸汽会通过蒸汽孔的通道喷到金属弹片上，由于蒸汽温度高，使金属片变形，从而断开开关，停止加热。

电热水壶中的温度传感器原理

这
种就是电热水壶中的温度传感器，就是一个热敏电阻，将此物件紧贴底部发热盘，水壶中的温度变化会造成热敏电阻的阻值变化，单片机通过采集这上面的变化信号来实现对发热盘是否加热的控制，一般用于高端智能型电热水壶中，不过水壶中的水垢需要经常清理，要不然水垢会引起壶底干烧，造成检测的温度偏高，烧不开水就会停止加热。

以上是两种电热水壶的自动断电原理，看完别忘了点赞??，谢谢！

先看一个实验，用酒精灯对双金属片加热，双金属片就会弯曲。因为一般物体都有热胀冷缩的性质，但不同物质的热膨胀大小不同。双金属片受热时两种金属片的热膨胀大小就不同，其中膨胀小的阻碍膨胀大的膨胀，于是使用双金属片弯曲。

在电热烧水壶的把手中就有一个用双金属片控制的开关，见下图。

开关由两部分组成，双金属片在下半部分上，上半部分可视为一个杠杆，烧水时用手按动手柄上的按钮，将杠杆按下开关闭合。当壶中水烧开时，产生大量水蒸气，水蒸气通过手柄上部的小孔进入手柄，加热双金属片，使双金属片变形，从而推动杠杆转动，使开关断开，停止加热。

双金属片在自动控制中，有很重要的应用，大家接触比较多的是日光灯的启辉器，在启辉器的玻璃管中就有一个U形的双金属片，管中充有氖气，接通电源，加在启辉器两端的电压使氖气电离，发生辉光放电，产生的热量使双金属片受热膨胀，向外伸展，与静触片接触。同时，启辉器两端电压降为0 ，氖气不再导电，辉光放电停止，管内温度降低，双金属片弯曲，与静触片分离，电路不切断，同时启动日光灯。

另外，大家还见过一种节日小彩灯，有一种点亮后一闪一闪的，其实，其中串联着一个跳泡，结构见下图。

在常温下，中间竖立的双金属片和旁边的倒L形引线连通。通电后，灯丝发光，双金属片受热弯曲，偏离原来位置，与倒L形引线分离，切断电路。双金属片冷却后恢复原状，又将电路接通。这样，与跳泡相连的一串小彩灯，插入电源后，由于跳泡的原因，就会一会亮，一会灭。

热水壶自动断电有很多种,你可以看看您家的是下面哪种原理。

　　1、铜片的热涨冷缩原理

用铜的金属片制作成触点.因为铜对热涨冷缩比较敏感所以在温度没有到达设定值的时候,铜金属片是弯曲的形状,这时它的触点是闭合接通的.在水加热到设定的温度时水的热量会传导到温控器中的铜片上面铜片因为受热伸直就将触点弹开成断电状态.在温度下降的时候铜片又恢复到原来的状态使触点接通成通电加热状态.双金片的两面是不同物质的导体，在变化的温度下由于涨缩程度不一样而使双金片弯曲，碰到设定的触点或开关，使设定的电路开始工作。这样更直接更及时，可以准确的感应水温情况。

　　2、自动温度控制电路

　　壶中的水烧干断电是壶中有自动温度控制电路.电路中串联温度传感器.水的沸点是一百度,当水烧干后温度会超过一百度,这时温度传感器会将电路断开.简单的温度传感器是双金属片,常用于电熨斗电热水器等电器中.温度传感器的种类很多.还有半导体温度传感器.这种结构简单，使用安全，可靠性好。

　　3、水发出的蒸汽温度

　　自动断电功能一般是由位于水杯上部、手柄内部（或杯底，这时候需要一根较长的导气管了）的双金属片形式的温度控制器实现的，并没有继电器、热敏电阻在里边，它感受的是水发出的蒸汽的温度，所以比较间接，一般都是在水沸以后蒸汽温度才能达到温度控制器的断开点。所以，如果你打开盖子烧水的话，它就不会自动断开了。

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我是一名家电产品研发工程师，我来谈谈电热水壶的工作原理。

简单点说，其工作原理就是通过蒸汽开关来实现水沸腾后跳掣的，并不是靠温度计来控制。

其具体实现步骤是，当水烧开沸腾时，水壶内就会产生大量的蒸汽体，水壶内设计有蒸汽通道，该蒸汽通道通往水壶内部的蒸汽开关，当壶内的蒸汽越来越多，并产生一定气压时，蒸汽就会经由蒸汽通道涌向蒸汽开关，此时便会触发蒸汽开关动作，从而切断加热电源。这就是整个控制过程，而从水烧开至跳掣是有一段时间的，不会沸腾后就立即断电，一般在沸腾后约10秒时间左右才跳掣，这是因为只有壶内产生足够多的蒸汽，并且蒸汽经由蒸汽通道涌向蒸汽开关后才会触发其动作的，而这个过程一般在10秒左右。

再来聊聊蒸汽开关的工作原理，此开关并不是一个温度计，也不是NTC（热敏电阻），其感应温度的地方是一块双金属片，它由两种不同热膨胀系数的金属材料焊接在一起，表面看起来就像只有一片金属，就是这块金属起作用，当受热时，热膨胀系数大的那一块金属片受热后热胀冷缩非常明显，而热膨胀系数小的那块金属片则热胀冷缩不明显，这样就会导致这块双金属片向热膨胀系数小的一侧发生翘曲变形，从而触发这个开关动作而切断电源。

以上就是传统机械式电热水壶的工作原理，而电子式电热水壶其控温方式则有很大不同，也比传统机械式电热水壶控温更灵敏，其感应温度的元件就是NTC，也叫热敏电阻，热敏电阻的电阻值，随着温度的变化而变化，正是利用这一特点制成热敏元件，然后通过信号线反馈给电路板MCU，就可以精确地控制电热水壶的通断电。

我是头条号「设计制造迷」的蓝哥，也欢迎关注我的微信公众号“机械设计工程师之家”，技术路上与你一起同行！

首先，我之前试过自己的电热水壶，发现如果电热水壶烧开了水之后立马把水壶的盖子打开，那么这个电热水壶是不会断电的，所以我当时就推测可能是利用蒸汽来控制电路的开闭的，比如说用蒸汽的温度还有气压，达到某一个数值之后就断开电路。

后来知道这种电热水壶很多用的是双金属片的方式来控制温度的。

↑双金属片控温装置↑

这种结构用的是金属的热障冷缩的性质。用两种不同材料的金属片贴在一起，然后固定在一个地方，当两片金属受热膨胀的时候，由于上下两片金属的热膨胀系数不一样，也就是受热之后膨胀的程度不一样，所以这个薄片片就会发生弯曲，温度高到一定程度的时候，电路就自动断开来了。

那么有人要问了，那么等到温度冷却下来，岂不是电路又合上了？其实这个也是非常好解决的，那就是在电热水壶开关的地方设计一个电磁继电器之类的机构，当你按下开关之后电磁继电器还有金属片都是通路，并且由于开关受到电磁继电器的吸引，所以不会跳闸。而当双金属片断路之后，电磁继电器断开，开关复位，即便双金属片再次复位，因为开关已经断开了，所以电热水壶依然不会打开【这段开关的设计是我自己想的，如果让我设计电热水壶我就这么设计】。

实际上这种结构非常简易，很廉价，但是可靠性还比较高。不过按理来说还是有很多不确定的因素，比如说我一开始说的，如果把壶盖打开了，那么即便是水开了也会继续干烧——这样就会产生潜在的危险了。还有一个就是这个结构实际上对温度不是那么敏感，水温有可能达不到100℃就自动断开了。所以先进一点儿的电热水壶会有更加精密和复杂的结构，比如说用热敏电阻和半导体结构之类的，这个我也没有具体查过。

电水壶是我们经常用到的电器，每次烧水打开开关后就不用管了，水烧开后水壶会自动断开电源，那么这是为什么呢？

（一）了解一下电热水壶

• 电热水壶重要电气元件

电热水壶重要元件有：加热底座、连接头、开关、线路、显示灯、蒸汽开关。

（重点就在这个蒸汽开关上，下面会重点讲。）

• 电热水壶工作原理

电热水壶通电后，打开手柄上的按钮开关，线路通电指示灯亮，加热底座加热，制造出热水。水烧开沸腾后产生的蒸汽使蒸汽开关动作，断开电源。

所以蒸汽开关是水烧开后断电的重要原因。

（二）了解一下蒸汽开关

蒸汽开关正常情况下两个触电是闭合的，当水烧开后产生的水蒸气通过蒸汽通道使金属片受热变形，推动开关断开电源。

上图就是蒸汽开关受热前和受热后的两种状态

小结：电热水壶烧开水后自动断电的原因就是这个蒸汽开关在起作用。有时候电热水壶出现烧开水不断电或者水还没热就断电的小故障就是这个蒸汽开关的原因。

（部分图片来源于网络，侵权即删）

我是漫步者2020，喜欢学习电器和电方面的知识，希望我的回答对你有帮助！喜欢就关注一下，共同学习共同进步！

说起电水壶原理很简单，他是由外壳，内胆，温控开关，电源指示灯和温度触点开关所组成，这种触点开关身兼双职，即是触点开关温度控制又是220V交流电的插销，当随机配套的电水壶电源座插上220交流电的时候，我们把电水壶座到配套插座上，打开开关我们发现红灯亮了，说明开关是好的，这时电水壶开始工作，当温度达到100度以上时开关就会啪的一声关断，电水壶供电指示灯也同时熄灭，电水壶底部的触点开关是常闭开关，也就是说它总是闭合的，只有遇到电水壶干烧时才会关断，所以它的故障率占%90左右是故障最多的地方，常因触点断离而出现打开开关而灯不亮的故障现象，其次是开关故障常因接触不上触点而换新，电水壶的核心发热盘的损坏率仅占%0.2。下面的图就是电水壶的开关，和电源座插头座，谢邀。

因为热水器底座有一个100度的温控器，当电水壶温度到100度的时候，温控器工作，电源也就自动断开电源了

双金属，两种不同的金属热膨胀系数不一样就能控制自动断电。

蚁鼻钱，哭。