1. เพื่อให้นักเรียนสามารถสืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับการทำงานของเทอร์มอสแตทในเครื่องใช้ไฟฟ้า
2. เพื่อให้นักเรียนสามารถอธิบายเปรียบเทียบหลักการทำงานของเทอร์มอสแตทในเครื่องใช้ไฟฟ้า กับกลไกการปรับอุณหภูมิในร่างกาย

ข้อมูลเกี่ยวกับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีเทอร์มอสแตทควบคุมอุณหภูมิ

ให้นักเรียนค้นคว้าหาข้อมูลเกี่ยวกับการทำงานของเทอร์มอสแตทในครื่องใช้ไฟฟ้า เพื่อนำมาอธิบายและเปรียบเทียบกับกลไกการควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย

เทอร์มอสแตท เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ตัดต่อหรือต่อวงจรไฟฟ้าในเครื่องใช้ไฟฟ้าในเครื่องไฟฟ้าให้ทำงานหรือหยุดการทำงาน เมื่อเครื่องใช้ไฟฟ้ามีอุณหภูมิสูงขึ้นถึงอุณหภูมิที่กำหนดไว้ เช่นเครื่องทำน้ำอุ่นปรับตั้งอุณหภูมิไว้ที่ 60^๐ C เมื่อเปิดเครื่องทำความร้อน แผ่นความร้อนจะทำให้น้ำมีอุณหภูมิสูงขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งมีอุณหภูมิ 60^๐ C เทอร์มอสแตท จะทำหน้าที่ตัดวงจรไฟฟ้าทำให้แผ่นความร้อนไม่ทำงาน เมื่ออุณหภูมิลดลงถึงระดับหนึ่ง เทอร์มอสแตทจะทำหน้าที่ต่อวงจรไฟฟ้า แผ่นทำความร้อนจะทำงานอีกครั้งหนึ่ง เป็นเช่นนี้สลับกับเรื่อยไป เทอร์มอสแตทจำแนกได้ 2 ประเภทใหญ่ๆ

แบบแผ่นความร้อน

แบบอิเล็กทรอนิกส์

เทอร์มอสแตทแบบนี้ ทำจาก โลหะ 2 ชนิด ประกบติด เข้าด้วยกัน เมื่อแผ่นโลหะได้รับความร้อน โลหะ แต่ละชนิดจะขยายตัวไม่เท่ากัน จึงเกิดการโก่งโค้งงอ ตัวออกจากขั้วไฟฟ้าที่ปลายด้านหนึ่งสัมผัสอยู่ ทำให้วงจรไฟฟ้าเปิดกระแสไฟฟ้าไม่เข้าแผ่นความร้อน ลวดความร้อนจึงไม่ทำงาน เมื่อแผ่นโลหะเย็นตัวลง จะหดตัวเหยียดตรงอีกครั้ง ทำให้ปลายด้านนั้น แตะที่ขั้วไฟฟ้าเกิดวงจรไฟฟ้าปิด ลวดความร้อนก็ทำงาน เป็นเช่นนี้สลับกันไป เครื่องใช้ไฟฟ้าประเภทนี้ ได้แก่ เตารีด เตาอบ หม้อหุงข้าว กาต้มน้ำ

เทอร์มอสแตทแบบอิเล็กทรอนิกส์ จะมีหัววัดอุณหภูมิเชื่อมต่อ เข้ากับแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เมื่อเครื่องใช้ไฟฟ้า มีอุณหภูมิตรงตามที่ได้กำหนดไว้ หัววัดอุณหภูมิจะส่งสัญญาณ ไปที่แผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์เพื่อทำหน้าที่เปิด – ปิด วงจรไฟฟ้า ให้กระแสไหลในวงจร ซึ่งจะส่งผลให้คอมเพรเซอร์หรือแผ่นความร้อน ทำงานหรือหยุดทำงาน เครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีเทอร์มอมอสแตทแบบ อิเล็กทรอนิกส์ได้แก่ เตาอบ เครื่องทำน้ำอุ่น ไมโครเวฟ เครื่องปรับอากาศ

สรุปได้ว่า กลไกการทำงานของเทอร์มอสแตทในเครื่องใช้ไฟฟ้า เป็นการควบคุมแบบย้อนกลับเช่นเดียวกับกลไกการควบคุมอุณหภูมิภายในร่างกายของสมองส่วน ไฮโพทาลามัส โดยเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิภายในร่างกาย (สูงหรือต่ำกว่าค่าปกติ) จะมีสัญญาณส่งจากศูนย์ควบคุมอุณหภูมิที่ ไฮโพทาลามัส ไปยังอวัยวะทำงานต่างๆ ให้ทำงานเพื่อเพิ่มหรือลดความร้อนทำให้อุณหภูมิภายในร่างกายกลับสู่ค่าปกติ หลังจากนั้นจะมีสัญญาณส่งเข้าศูนย์ควบคุมอีกครั้งเพื่อยับยั้งการทำงานของอวัยวะต่างๆ ไม่ให้ทำงานมากเกินไป