Kann man mit einem Reiskocher Wasser kochen?

Elektrische Reiskocher sind in Haushalten weit verbreitete Kochutensilien und sehr praktisch in der Handhabung. Denn wir geben einfach Reis und Wasser in den Reiskocher und müssen uns um nichts kümmern. Der Reis wird gekocht und der Schalter springt automatisch hoch, wodurch die Stromversorgung unterbrochen oder in den Warmhaltemodus gewechselt wird.

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Woher weiß der Reiskocher, dass der Reis gar ist?

Das Prinzip ist eigentlich ganz einfach. Im Zentrum des Topfbodens befindet sich ein besonderes Material: temperaturempfindliches Ferrit. Temperaturempfindlicher Ferrit wird durch Sintern einer Mischung aus Manganoxid, Zinkoxid und Eisenoxidpulver hergestellt. Bei Raumtemperatur ist es ferromagnetisch, das heißt, es besitzt einen starken Magnetismus. Wenn die Temperatur jedoch auf etwa 103 Grad steigt, wird es paramagnetisch und der Magnetismus ist zu diesem Zeitpunkt sehr schwach. Die Temperatur, bei der dieser magnetische Übergang stattfindet, wird Curiepunkt genannt.

Wenn wir mit dem Kochen beginnen, drücken wir den Schalter. Durch die Einwirkung des Hebels hebt sich der kleine Magnet am linken Ende und zieht den temperaturempfindlichen Ferrit am Innentopf des Reiskochers an. An diesem Punkt kommt das elastische Kupferblech im Schaltkreis mit den Kontakten in Kontakt und verbindet den Schaltkreis. Um den Reiskocher zu erhitzen, fließt elektrischer Strom durch die Heizspirale. Da sich während des Kochvorgangs Wasser im Topf befindet, ist die Temperatur im Topfinneren immer niedriger als der Siedepunkt von Wasser (100 °C). Daher ist der temperaturempfindliche Ferrit im inneren Topf immer magnetisch und zieht den Permanentmagneten an, um sicherzustellen, dass der Stromkreis nicht unterbrochen wird.

Wenn der Reis gar ist, wird das Wasser vom Reis absorbiert, sodass die Temperatur im Topf über 100 Grad steigt und weiter ansteigt. Wenn die Temperatur auf 103 Grad Celsius steigt, verliert der temperaturempfindliche Ferrit am Innentank seinen Magnetismus. Zu diesem Zeitpunkt fällt das linke Ende des Hebels unter der Wirkung der Feder und treibt die Isolierfolie an, um die elastische Kupferfolie aufzudrücken und die Erwärmung zu stoppen. Wenn der Reiskocher also ein „Knall“-Geräusch macht und der Schalter hochspringt, bedeutet dies, dass der Reis gar ist. Wenn wir zu diesem Zeitpunkt den Schalter sofort erneut drücken, werden wir feststellen, dass der Schalter wieder hochspringt. Dies liegt daran, dass die Temperatur im Topfinneren noch sehr hoch ist und der Ferrit keinen Magnetismus besitzt.

Das heißt: Temperaturempfindliche Ferrite können Temperaturänderungen erfassen und Temperaturänderungen auf irgendeine Weise in Stromänderungen (Ein und Aus) umwandeln. Dieses Gerät, das Temperatur in elektrische Größen umwandelt, wird Temperatursensor genannt. Der Reiskocher verwendet einen Temperatursensor, um die Stromzufuhr nach dem Kochen automatisch zu unterbrechen.

Kann man in einem Reiskocher Wasser zum Kochen bringen?

Anscheinend kann man mit einem Reiskocher Wasser auf 100 °C erhitzen, bis es kocht. Allerdings steigt die Temperatur des Wassers nach dem Kochen nicht weiter an, sodass die Temperatur den Curiepunkt von 103 °C nicht erreichen kann und die Stromzufuhr nicht automatisch unterbrochen werden kann. Entweder muss jemand aufpassen und den Strom manuell abschalten, nachdem das Wasser kocht, oder der Reiskocher kocht das Wasser leer und schaltet dann automatisch den Strom ab. Daher ist es unpraktisch, Wasser in einem elektrischen Reiskocher zu kochen.

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Warum kann der Wasserkocher die Stromzufuhr automatisch unterbrechen?

Was ist also das Prinzip hinter der automatischen Stromunterbrechung beim Wasserkocher, nachdem das Wasser kocht?

Der verwendete Temperatursensor wird als „Bimetall-Temperatursensor“ bezeichnet.

Das Prinzip dieses Sensors besteht darin, zwei Metallbleche mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zusammenzukleben, beispielsweise Eisen auf der einen und Kupfer auf der anderen Seite. Wenn der Bimetallstreifen erhitzt wird, dehnen sich sowohl der Eisen- als auch der Kupferstreifen aus, wobei sich der Kupferstreifen stärker ausdehnt. Dadurch biegt sich das Blech in Richtung des Eisenblechs.

Wenn das Wasser im Wasserkocher kocht, entsteht viel Dampf und die Temperatur beträgt etwa 100 Grad. Dieser Wasserdampf dringt in den Bimetall-Temperatursensor ein, wodurch sich der Bimetallstreifen verbiegt und der Stromkreis unterbrochen wird. Allerdings müssen Sie beim Wasserkochen unbedingt daran denken, den Deckel des Wasserkochers abzudecken, da sich bei vielen Wasserkochern der Temperatursensor im Deckel befindet. Wenn der Deckel nicht abgedeckt ist, kann der Dampf den Temperatursensor nicht erreichen, nachdem das Wasser kocht, und die Stromzufuhr kann nicht automatisch unterbrochen werden.

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Wie regelt man die Temperatur eines Bügeleisens automatisch?

Auch ein weiteres häufig verwendetes Haushaltsgerät: Das elektrische Bügeleisen nutzt dieses Prinzip zur Temperaturregelung.

Bei einem elektrischen Bügeleisen bilden Heizdraht, Bimetallstreifen, Kontakt und elastischer Kupferstreifen einen Leiterbahn. Bei Normaltemperatur liegen die beiden Kontakte aneinander an. Wenn Strom durch diesen Pfad fließt, erhitzt sich der Heizdraht, was die Temperatur des Bügeleisens erhöhen kann.

Wenn die Temperatur jedoch zu hoch ist, dehnt sich das obere Metall aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Bimetallstreifens stärker und das untere Metall weniger stark aus, sodass sich der Bimetallstreifen nach unten biegt und die Kontakte trennt, wodurch die Stromzufuhr unterbrochen und die Erwärmung gestoppt wird. Nachdem die Temperatur gesunken ist, kehrt der Bimetallstreifen in seinen ursprünglichen Zustand zurück und der Stromkreis wird wieder verbunden, um das Gerät zu erwärmen. Dieser Zyklus wird fortgesetzt und die Temperatur wird automatisch geregelt.

Bei vielen Bügeleisen lässt sich die Temperatur heutzutage selbst einstellen, da für das Bügeln von Kleidung aus unterschiedlichen Materialien unterschiedliche Temperaturen eingestellt werden müssen. Im Strukturdiagramm befindet sich ein Temperatur-Einstellknopf. Durch einfaches Drehen dieses Knopfes können wir die eingestellte Temperatur ändern.

Beispielsweise muss beim Bügeln von Baumwoll- und Leinenkleidung eine relativ hohe Temperatur eingestellt werden, wodurch die Kontakte häufiger in Kontakt kommen müssen. Daher können wir den Temperaturreglerknopf nach unten drehen, sodass die Temperaturreglerschraube stärker gegen das elastische Kupferblech drückt. Dadurch können sich die Kontakte erst bei einer höheren Temperatur trennen und die Erwärmung kann abbrechen.

Beim Bügeln von Seidenkleidung muss eine relativ niedrige Temperatur eingestellt werden, was eine längere Trennung der Kontakte erfordert. Daher können wir den Temperaturreglerknopf nach oben drehen, sodass die Temperaturreglerschraube flacher gegen das elastische Kupferblech drückt. Auf diese Weise werden die Kontakte getrennt, wenn die Temperatur nicht zu hoch ist, und die Erwärmung wird gestoppt.

Temperatursensoren sind weit verbreitete Sensoren, die unser Leben immer angenehmer machen.

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Quelle: Herr Li Yongle