ความ สัมพันธ์ ของ การ ทำงาน อุปกรณ์ไฟฟ้า และ อิเล็กทรอนิกส์ หม้อ หุง ข้าว

หม้อหุงข้าวทำงานอย่างไร และหม้อหุงข้าวรู้ได้อย่างไรว่าข้าวสุกแล้ว เป็นคำถามที่หลายคนสงสัยมาทุกยุคทุกสมัย เพราะเป็นเรื่องใกล้ตัว และมักเป็นข้อสอบวิชาวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับหลักการทำงานไฟฟ้าของหลายๆ โรงเรียนอีกด้วย วันนี้ไทยรัฐออนไลน์พาคุณมาพบคำตอบที่แท้จริงของระบบการทำงานของหม้อหุงข้าวว่ารู้ได้อย่างไรว่าข้าวสุกแล้ว

หม้อหุงข้าวทำงานอย่างไร

หม้อหุงข้าวใช้หลักการส่งผ่านความร้อนที่เกิดจากขดลวดไปสู่ชั้นต่างๆ ของหม้อหุงข้าว เพื่อทำให้ข้าวสุก ตัวหม้อเองไม่รู้ว่าข้าวด้านในหม้อสุกพอดี อุปกรณ์ที่ควบคุมการตัดไฟในหม้อหุงข้าวมีชื่อว่า เทอร์โมสตัท (Thermostat)

เทอร์โมสตัท จะติดอยู่ที่ก้นหม้อชั้นนอก และมักจะเป็นแม่เหล็กที่ประกอบด้วยโลหะ 2 ชนิด คือ แท่งแม่เหล็กถาวร และเหล็กเฟอร์ไรต์

วงจรหม้อหุงข้าว

วงจรหม้อหุงข้าว เกิดขึ้นเมื่อกดสวิตช์ ทำให้คานที่มีแท่งแม่เหล็กประกบติดกันเกิดเป็นวงจรให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ขณะหุงข้าวเมื่อน้ำระเหยออกหมด ความเป็นแม่เหล็กของวงจรน้อยลง ทำให้เกิดการตัดวงจรขึ้น ข้าวจึงไม่ไหม้

ภาพจาก : //www.eppo.go.th/images/Infromation_service/Publication/Publication/Pubication_1/7.pdf

แท่งเหล็กเฟอร์ไรต์เป็นปุ่มกลมแบนอยู่กลางแผ่นความร้อนสัมผัสกับหม้อชั้นใน และมีสปริงติดอยู่ เมื่อกดสวิตช์ คานจะทำให้สปริงดันตัวขึ้นไป แท่งแม่เหล็กด้านล่างจะดูดแท่งเหล็กเฟอร์ไรต์ที่อยู่ด้านบนของสปริง ไฟฟ้าจึงไหลผ่านเกิดเป็นวงจรกระแสไฟฟ้า ความร้อนที่ส่งผ่านจะทำให้ข้าวสุก

ภาพจาก : //www.eppo.go.th/images/Infromation_service/Publication/Publication/Pubication_1/7.pdf

สรุปได้ว่า เทอร์โมสตัท (Thermostat) เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยตัดกระแสไฟฟ้าในขณะที่ข้าวสุก แต่ข้าวสวยจะนุ่มเด้งพอดีรับประทานหรือไม่นั้น ขึ้นอยู่กับปริมาณน้ำที่หุงนั่นเอง

อ่านข่าวที่เกี่ยวข้อง :

• รวม 8 หม้อหุงข้าวไฟฟ้าขนาดเล็ก เด็กหออยู่คนเดียว

คู่มือการซื้อและการใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน : หม้อหุงข้าวไฟฟ้า

หม้อหุงข้าวไฟฟ้า

หม้อหุงข้าวไฟฟ้าเป็นวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีของมนุษย์ที่ใช้ความร้อนจากไฟฟ้า   หุงข้าวให้สุกอย่างอัตโนมัติ และรักษาอุณหภูมิของข้าวได้ หม้อหุงข้าวได้พัฒนารูปแบบออกไปมากมาย เช่น มีระบบเปิด-ปิดอัตโนมัติ มีระบบไอน้ำ และมีระบบที่สามารถประกอบอาหารได้หลายๆ อย่างเช่น นึ่ง ตุ๋น ต้ม เป็นต้น ส่วนประกอบที่สำคัญของหม้อหุงข้าวไฟฟ้า คือ ปลั๊ก สายไฟฟ้าสวิตช์ แผ่นความร้อนและฉนวน ซึ่งอุปกรณ์ทุกชิ้นเหล่านี้มีความสำคัญต่อคุณภาพของหม้อหุงข้าว มีผลต่ออายุการใช้งานและมีผลต่อความปลอดภัยของผู้ใช้

หม้อหุงข้าวไฟฟ้าตามมาตรฐาน

1. มีความปลอดภัยต่อกระแสไฟฟ้าช็อก โดยมีที่จับสำหรับเปิดปิดได้สะดวก ทำด้วยวัสดุที่มีคุณภาพดี มั่นคงแข็งแรง
2. มีความสามารถในการรักษาอุณหภูมิได้เหมาะสม
3. ฝาหม้อไม่ได้ทำด้วย Celluloid หรือ Nitrocellueose ซึ่งเป็นสารที่ติดไฟง่ายและมีไอระเหยที่เป็นอันตรายต่อร่างกาย

ข้อแนะนำในการซื้อและการใช้

1. อย่ากดสวิตช์เปิด-ปิด ขณะที่ไม่มีหม้อชั้นใน
2. อย่าใช้วัตถุมีคม ถูหรือขัดหม้อชั้นใน เพราะจะทำให้สารที่เคลือบหม้อหลุดไปได้
3. อย่าเสียบปลั๊กหรือสวิตช์ หรือจับหม้อชั้นนอกขณะที่มือเปียก เพราะอาจเกิดอันตรายจากกระแสไฟฟ้ารั่ว
4. ถอดปลั๊กทุกครั้งหลังจากการใช้งาน
5. ก่อนการใช้งานเช็ดหม้อชั้นในและแผ่นความร้อนให้แห้งสะอาดเสียก่อน
6. เมื่อกดสวิตช์หุง ถ้ากดไม่ติดห้ามใช้วัสดุใดค้ำหรือกดคาไว้
7. การใช้หม้อหุงข้าวครั้งต่อไป ควรรอประมาณ 10 นาที เพื่อให้หม้อหุงข้าวมีอุณหภูมิกลับสู่ปกติก่อน

บทความจาก TISI

หม้อหุงข้าวไฟฟ้าหม้อหุงข้าวไฟฟ้าเป็นเครื่องใช้ที่สำคัญและจำเป็นในชีวิตประจำวันเนื่องจากหม้อหุงข้าวไฟฟ้ามีระบบการทำงานอย่างอัตโนมัติจึงอำนวยสะดวกและประหยัดเวลาในการหุงต้มเป็นอย่างมาก ถึงแม้ว่าปัจจุบันนี้จะมีบริษัทหม้อหุงข้าวเป็นจำนวนมากก็ตาม แต่หม้อหุงข้าวไฟฟ้ามีหลักการทำงานเหมือนกัน

1.จุกหม้อ
2.ฝาหม้อ
3.หม้อใน
4.หม้อนอก
5.หม้อหู
6.ไฟอุ่น
7.ไฟหุง
8.ช่องเสียบปลั๊ก
9.สวิทซ์หุงข้าว
10.สายไฟ
11.แผ่นความร้อน
12.จานรองแผ่นความร้อน
13.แผ่นนึ่ง

หม้อหุงข้าวไฟฟ้ามีส่วนประกอบที่สำคัญ ได้แก่ แผ่นแผ่กระจายความร้อนหรือแผ่นความร้อน เทอร์โมสตัท ที่ใช้ควบคุมอุณหภูมิ สวิตซ์ หลอดไฟบอกสภาวะการทำงาน หม้อหุงข้าวชั้นใน และ หม้อหุงข้าวชั้นนอก ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้
1.แผ่นความร้อน เป็นแผ่นโลหะผสมให้ความร้อนแก่หม้อหุงข้าวชั้นใน อยู่ส่วนล่างของหม้อ มีขดลวดความร้อนแฝงอยู่ในโลหะผสมนี้ ขดลวดความร้อนก็คือ ขดลวดนิโครม เมื่อมีกระแสไฟฟ้าผ่านความร้อนจากลวดนิโครมส่งไปยังแผ่นความร้อน บริเวณส่วนกลางของแผ่นความร้อนจะมีลักษณะเป็นช่องวงกลม ซึ่งเป็นช่องว่างของเทอร์โมสตัท
2.หลอดไฟบอกสภาวะการทำงาน โดยปกติมี 2 หลอดได้แก่ หลอดไฟที่ใช้กับวงจรการหุงข้าว และหลอดไฟที่ใช้กับวงจรอุ่นข้าว
3.หม้อข้าวชั้นใน ส่วนนี้มีความสำคัญมากทำด้วยอลูมิเนียมหรือโลหะผสม และต้องไม่บุบเบี้ยวง่าย มิฉะนั้นแล้วจะทำให้บริเวณก้นหม้อสัมผัสกับความร้อนได้ไม่ดี
4.หม้อข้าวชั้นนอก ส่วนนี้ทำด้วยโลหะที่พ่นสีให้มีลวดลายที่สวยงาม และมีหูจับสองด้าน บริเวณด้านล่างติดกับแผ่นความร้อน มีสวิตซ์ติดอยู่และมีเต้าเสียบที่ใช้กับเต้ารับวงจรไฟฟ้าในบ้าน
5.เทอร์โมสตัท เป็นอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิความร้อนอัตโนมัติ การทำงานของเทอร์โมสตัทหม้อหุงข้าวไฟฟ้าต่างจากอุปกรณ์ชนิดอื่นๆเพราะไม่สามารถใช้แผ่นโลหะคู่ได้

หลักการทำงานของหม้อหุงข้าวไฟฟ้า

เมื่อผู้ใช้ใส่ข้าวและน้ำในหม้อชั้นในตามสัดส่วนที่กำหนดและวางหม้อชั้นในลงในที่แล้วก้นหม้อจะกดเทอร์โมสตัทที่อยู่ตรงกลางของแผ่นความร้อน พร้อมที่จะทำงานเมื่อเรากดสวิตซ์ ON แล้ว คันกระเดื่องจะดันให้แท่งแม่เหล็กเลื่อนขึ้นไปดูดกับแท่งแม่เหล็กอันบนที่อยู่ในทรงกระบอก ทำให้คันโยกปล่อยให้หน้าสัมผัสเตะกัน กระแสไฟฟ้าไหลผ่านจุดสัมผัสผ่านลวดความร้อน ทำให้แผ่นความร้อนมีอุณหภูมิสูงขึ้น เมื่อข้าวเดือดจะเกิดความร้อนสะสมอยู่ภายในหม้อมากและเนื่องจากเราใส่น้ำและข้าวสัดส่วนที่บริษัทผู้ผลิตกำหนดไว้ เมื่อน้ำเดือดกลายเป็นไอ ข้าวก็จะสุกพอดี เมื่อน้ำภายในหม้อหมดอุณหภูมิของหม้อชั้นในสูงเกิน 100 องศาเซลเซียสโดยสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว เพราะไม่มีน้ำคอยรักษาอุณหภูมิแล้ว ความร้อนภายในหม้อจะทำให้แท่งแม่เหล็กกลายสภาพเป็นแม่เหล็กขดสปริงก็ดันให้แท่งแม่เหล็กอันล่างเลือนลงคันกระเดื่องก็จะดันให้หน้าสัมผัสแยกออกจากกัน ทำให้วงจรเปิดของกระแสไฟฟ้าจึงไหลเข้าสู่ลวดความร้อนไม่ได้ ถึงแม้จะไม่มีไฟฟ้าผ่านภายในหม้อหุงข้าวยังมีความร้อนอยู่ จึงทำให้ข้าวสุกและระอุได้พอดีในหม้อหุงข้าวบางแบบ จะมีสวิตซ์อุ่นข้าวโดยมีเทอโมสตัทตัดวงจรไฟฟ้าแล้วเปลี่ยนมาเป็นสวิตซ์อุ่นข้าวแทน
นอกจากเครื่องไฟฟ้าที่กล่าวมา ยังมีเครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทอื่นๆสามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อน เช่น เตาปิ้งขนมปังกาต้มน้ำร้อน กาชงกาแฟ เป็นต้น

การแก้ไขข้อขัดข้องของหม้อหุงข้าวไฟฟ้า

1.หม้อหุงข้าวไม่ทำงาน

- ปลั๊กไม่มีไฟ
- สายภายในหม้อหุงข้าวขาด
- จุดต่อทางไฟฟ้าไม่แน่นหรือสกปรก
- อุปกรณ์บังคับคอนแทคเสีย
- หน้าคอนแทคไม่สนิทหรือสกปรก
- ลวดความร้อนขาด
- สวิทช์เสีย
- สายปลั๊กหลุดหรือหลวม
2. หม้อหุงข้าวตัดช้าเกินไปหรือไม่ตัดเลย
- ปรับเทอร์โมสตัทไม่ถูกต้อง
- เทอร์โมสตัทไม่สัมผัสกับก้นหม้อใบใน
- หน้าคอนแทคละลายติดกัน
- ตัวบังคับคอนแทคหรือสวิทช์ควบคุมการทำงานเสีย
3. หม้อหุงข้าวตัดเร็วเกินไป (ข้าวไม่สุก)
- ปรับเทอร์โมสตัทไม่ถูกต้อง
-ส่วนหนึ่งส่วนใดของเทอร์โมสตัทสัมผัสกับแผ่นฮีตเตอร์
4. หม้อหุงข้าวรั่วหรือลงกราวด์
- แผ่นฮีตเตอร์ชำรุด
- จุดต่อ หลักต่อ หรือสายไฟแตะกับเปลือกหรือตัวหม้อ
- หลักเสียบของปลั๊กแตะกับโครงของหม้อ
หลักการทำงานและแผนภาพของตัวตัดต่อวงจรหุงของหม้อหุงข้าวไฟฟ้า

1. ขณะยังไม่กดหุงที่อุณหภูมิห้อง25 องศาเซลเซียส ระยะห่างระหว่างแม่เหล็กและแผ่นเหล็กมีมากเกินไปทำให้แรงจากสปริงมากกว่าแรงจากอำนาจแม่เหล็ก*ไม่มีกระแสไฟฟ้าในวงจรหุง*

2.ขณะกดหุงที่อุณหภูมิห้อง 25 องศาเซลเซียส แรงแม่เหล็กดูดติดแผ่นเหล็กมีมากกว่าแรงของสปริง และเป็นเช่นนี้ตลอดช่วงที่กำลังหุงข้าว*สวิตซ์จะต่อกระแสไฟฟ้าเข้าวงจรหุง*

3.ขณะตัดวงจรไฟฟ้าอุณหภูมิประมาณ 190 องศาเซลเซียส แรงของสปริง มากกว่าแรงของแม่เหล็ก*สวิตซ์จะตัดกระแสไฟฟ้าออกจากวงจรหุง*

ขนาดของหม้อหุงข้าวและกำลังไฟฟ้าที่ใช้

หม้อหุงข้าวขนาด 1ลิตร ใช้กำลังไฟฟ้า 450 วัตต์
หม้อหุงข้าวขนาด 1.8ลิตร ใช้กำลังไฟฟ้า 600 วัตต์
หม้อหุงข้าวขนาด 2.2 ลิตร ใช้กำลังไฟฟ้า 800 วัตต์
หม้อหุงข้าวขนาด 2.8ลิตร ใช้กำลังไฟฟ้า 1,000 วัตต์

หมายเหตุ *อุณหภูมิของก้นหม้อที่เป็นโลหะจะสูงกว่าอุณหภูมิของข้าวที่หุงเพราะก้นหม้อรับความร้อน
โดยตรงจากตัวทำความร้อนในขณะที่ข้าวที่กำลังหุงนั้นรับความร้อนจากก้นหม้อต่ออีกทอดหนึ่ง

อ้างอิงจากเว็บ

//gotoknow.org/blog/phy/110832

//www.mmv.ac.th/supphapong/sci%20927.htm