Heating element
حرارتی عنصر جول ہیٹنگ کے عمل کے ذریعے برقی توانائی کو حرارت میں تبدیل کرتا ہے۔ عنصر کے ذریعے برقی کرنٹ مزاحمت کا سامنا کرتا ہے، جس کے نتیجے میں عنصر گرم ہوتا ہے۔ پیلٹیئر اثر کے برعکس، یہ عمل کرنٹ کی سمت سے آزاد ہے۔ حرارتی عناصر دھاتی مزاحمت تار کی اقسام: دھاتی مزاحمت حرارتی عناصر تار یا ربن، سیدھے یا کنڈلی ہو سکتے ہیں۔ وہ عام حرارتی آلات جیسے ٹوسٹر اور ہیئر ڈرائر، صنعتی حرارتی کے لیے بھٹیوں، فرش کو گرم کرنے، چھت کو گرم کرنے، برف کو پگھلنے کے لیے راستے کو گرم کرنے، ڈرائر وغیرہ میں استعمال ہوتے ہیں۔ استعمال ہونے والے مواد کی سب سے عام کلاسوں میں شامل ہیں: نیکروم: زیادہ تر مزاحمتی تار حرارتی عناصر عام طور پر نیکروم 80/20 (80 ٪ نکل، 20 ٪ کرومیم) تار، ربن، یا پٹی کا استعمال کرتے ہیں۔ نکروم 80/20 ایک مثالی مواد ہے، کیونکہ اس میں نسبتا زیادہ مزاحمت ہوتی ہے اور جب اسے پہلی بار گرم کیا جاتا ہے تو یہ کرومیم آکسائڈ کی ایک مستقل پرت بناتا ہے۔ اس پرت کے نیچے کا مواد آکسائڈائز نہیں ہوگا، جو تار کو ٹوٹنے یا جلنے سے روکتا ہے۔ کم درجہ حرارت کو گرم کرنے کے لیے کنتھل (ایف ای سی آر اے ایل) تار کپرونیکل (کیو این آئی) مرکب اشیا ایچڈ ورق: ایچڈ ورق کے عناصر عام طور پر مزاحمتی تار کے عناصر کی طرح ہی مرکب اشیا سے بنائے جاتے ہیں، لیکن ایک گھٹاؤ والی تصویر کھینچنے کے عمل کے ساتھ تیار کیے جاتے ہیں جو دھات کے ورق کی مسلسل شیٹ سے شروع ہوتا ہے اور ایک پیچیدہ مزاحمت کے نمونے کے ساتھ ختم ہوتا ہے۔ یہ عناصر عام طور پر طبی تشخیص اور ایرو اسپیس جیسے صحت سے متعلق حرارتی ایپلی کیشنز میں پائے جاتے ہیں۔ سیرامک اور سیمی کنڈکٹر مولیبڈینم ڈائیلیسائڈ (ایم او ایس آئی 2) ایک انٹر میٹلک کمپاؤنڈ، مولیبڈینم کا ایک سلائڈائڈ، ایک ریفریکٹری سیرامک ہے جو بنیادی طور پر حرارتی عناصر میں استعمال ہوتا ہے۔ اس کی کثافت معتدل ہے، پگھلنے کا نقطہ 2030 °C (3686 °F) اور برقی طور پر موصل ہے۔ اعلی درجہ حرارت پر یہ سلکان ڈائی آکسائیڈ کی ایک غیر فعال پرت بناتا ہے، جو اسے مزید آکسیکرن سے بچاتا ہے۔ درخواست کے علاقے میں شیشے کی صنعت، سیرامک سنٹرنگ، ہیٹ ٹریٹمنٹ بھٹیوں اور سیمی کنڈکٹر ڈفیوژن بھٹیوں شامل ہیں۔ سلکان کاربائڈ، سلکان کاربائڈ § حرارتی عناصر دیکھیں۔ سلکان نائٹرائڈ، سلکان نائٹرائڈ § آٹوموٹو انڈسٹری دیکھیں۔ گیس بھٹی کے لیے نئی نسل کا گرم سطح اگنیٹر اور ڈیزل انجن گلو پلگ سلکان نائٹرائڈ مواد سے بنے ہیں۔ اس طرح کے حرارتی عنصر یا چمکدار پلگ زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت 1400 ڈگری سیلسیس تک پہنچ جاتے ہیں اور پٹرول یا مٹی کے تیل کو جلدی سے بھڑکاتے ہیں۔ یہ مواد دیگر دہن کے اجزاء کے لیے ڈیزل اور چنگاری سے چلنے والے انجنوں میں بھی استعمال ہوتا ہے اور پرزے پہنتا ہے۔ پی ٹی سی سیرامک عناصر: پی ٹی سی سیرامک مواد کا نام ان کے مزاحمت کے مثبت تھرمل گتانک کے لیے رکھا گیا ہے (یعنی گرم کرنے پر مزاحمت میں اضافہ ہوتا ہے)۔ اگرچہ زیادہ تر سیرامکس میں منفی گتانک ہوتا ہے، لیکن ان مواد (اکثر بیریوم ٹائٹینٹ اور لیڈ ٹائٹینٹ مرکب) میں انتہائی غیر لکیری تھرمل ردعمل ہوتا ہے، تاکہ ساخت پر منحصر حد درجہ حرارت سے اوپر ان کی مزاحمت تیزی سے بڑھ جائے۔ یہ طرز عمل مواد کو سیلف ریگولیٹنگ ہیٹر کے طور پر کام کرنے کا سبب بنتا ہے، کیونکہ کرنٹ ٹھنڈا ہونے پر گزرتا ہے، اور گرم ہونے پر نہیں ہوتا ہے۔ اس مواد کی پتلی فلمیں ہیٹنگ گارمنٹس، آٹوموٹو ریئر ونڈو ڈیفروسٹ ہیٹرز میں استعمال ہوتی ہیں، اور ہنی کامب کی شکل کے عناصر زیادہ مہنگے ہیئر ڈرائرز، اسپیس ہیٹرز اور زیادہ تر جدید پیلٹ چولہے میں استعمال ہوتے ہیں۔ اس طرح کے حرارتی عنصر 950-1000 °C کے درجہ حرارت تک پہنچ سکتے ہیں اور درجہ حرارت اور استحکام کی رفتار کے لیے ان کی تعریف کی جاتی ہے۔ کوارٹج ہیلوجن اورکت ہیٹر تابکار حرارتی فراہم کرنے کے لیے بھی استعمال ہوتے ہیں۔ موٹے فلم ہیٹر موٹے فلم ہیٹر ایک قسم کے مزاحم ہیٹر ہوتے ہیں جنہیں پتلی سطح پر چھاپا جا سکتا ہے۔ موٹے فلم ہیٹر روایتی دھاتی شیٹ والے مزاحمتی عناصر کے مقابلے میں مختلف فوائد کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ عام طور پر، موٹی فلم کے عناصر کی خصوصیت ان کے کم پروفائل فارم فیکٹر، بہتر درجہ حرارت کی یکسانیت، کم تھرمل ماس کی وجہ سے فوری تھرمل رسپانس، کم توانائی کی کھپت، زیادہ واٹ کثافت اور وولٹیج مطابقت کی وسیع رینج ہوتی ہے۔ عام طور پر، موٹے فلم ہیٹر فلیٹ سبسٹریٹس کے ساتھ ساتھ مختلف ہیٹر پیٹرن میں ٹیوبوں پر بھی چھاپے جاتے ہیں۔ یہ ہیٹر حرارت کی منتقلی کے حالات کے لحاظ سے 100 ڈبلیو/سی ایم 2 تک کی واٹ کثافت حاصل کر سکتے ہیں۔ موٹی فلم ہیٹر پیٹرن پرنٹ شدہ مزاحم پیسٹ کی شیٹ مزاحمت کی بنیاد پر انتہائی حسب ضرورت ہیں۔ ان ہیٹروں کو دھات/مرکب دھات سے بھری موٹی فلم پیسٹ کا استعمال کرتے ہوئے دھات، سیرامک، گلاس، پولیمر سمیت مختلف قسم کے سبسٹریٹس پر پرنٹ کیا جا سکتا ہے۔ موٹے فلم ہیٹرز کو پرنٹ کرنے کے لیے استعمال ہونے والے سب سے عام سبسٹریٹ ایلومینیم 6061-T6، سٹینلیس سٹیل اور مسکووائٹ یا فلاگوپائٹ مائکا شیٹس ہیں۔ ان ہیٹروں کی ایپلی کیشنز اور آپریشنل خصوصیات منتخب کردہ سبسٹریٹ مواد کی بنیاد پر وسیع پیمانے پر مختلف ہوتی ہیں۔ یہ بنیادی طور پر ہیٹر سبسٹریٹ کی تھرمل خصوصیات سے منسوب ہے۔ موٹے فلم ہیٹرز کے کئی روایتی استعمال ہیں۔ ان کا استعمال گرڈلز، ویفل آئرن، اسٹو ٹاپ الیکٹرک ہیٹنگ، ہیومیڈیفائرز، چائے کی کیٹلز، ہیٹ سیلنگ ڈیوائسز، واٹر ہیٹرز، کپڑوں کے آئرن اور اسٹیمرز، ہیئر سٹرائٹنرز، بوائیلرز، تھری ڈی پرنٹر ہیٹڈ بیڈز، تھرمل پرنٹ ہیڈز، گلو گنز، لیبارٹری ہیٹنگ کا سامان، کپڑوں کے ڈرائرز، بیس بورڈ ہیٹرز، وارمنگ ٹرے، ہیٹ ایکسچینجرز، کار ونڈشیلڈز کے لیے ڈائسنگ/ڈیفوگنگ ڈیوائسز، سائیڈ آئینے، ریفریجریٹر ڈیفروسٹنگ وغیرہ میں کیا جا سکتا ہے۔ زیادہ تر ایپلی کیشنز کے لیے، تھرمل کارکردگی اور درجہ حرارت کی تقسیم دو کلیدی ڈیزائن پیرامیٹرز ہیں۔ کسی بھی ہاٹ سپاٹ سے بچنے اور سبسٹریٹ میں یکساں درجہ حرارت کی تقسیم کو برقرار رکھنے کے لیے، مزاحم سرکٹ کی مقامی طاقت کی کثافت کو تبدیل کر کے سرکٹ کے ڈیزائن کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ ایک بہتر ہیٹر ڈیزائن ہیٹر آؤٹ پٹ کو کنٹرول کرنے اور ہیٹر سبسٹریٹ کے پار مقامی درجہ حرارت کو تبدیل کرنے میں مدد کرتا ہے۔ ایسے معاملات میں جہاں نسبتا چھوٹے علاقے پر مختلف آؤٹ پٹ پاور کے ساتھ 2 یا زیادہ ہیٹنگ زونز کی ضرورت ہوتی ہے، ایک موٹی فلم ہیٹر کو ایک ہی سبسٹریٹ پر زونل ہیٹنگ پیٹرن حاصل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا جا سکتا ہے۔ موٹے فلم ہیٹرز کو بڑے پیمانے پر دو ذیلی زمروں کے تحت نمایاں کیا جا سکتا ہے-منفی درجہ حرارت گتانک (این ٹی سی) یا مثبت درجہ حرارت گتانک (پی ٹی سی)-عنصر کی مزاحمت پر درجہ حرارت میں اضافے کے اثر کی بنیاد پر۔ این ٹی سی قسم کے ہیٹرز کی خصوصیت مزاحمت میں کمی ہے کیونکہ ہیٹر کا درجہ حرارت بڑھتا ہے اور اس طرح دیئے گئے ان پٹ وولٹیج کے لیے زیادہ درجہ حرارت پر زیادہ آؤٹ پٹ پاور ہوتی ہے۔ پی ٹی سی ہیٹر مزاحمت میں اضافے اور بلند درجہ حرارت پر ہیٹر پاور میں کمی کے ساتھ مخالف انداز میں برتاؤ کرتے ہیں۔ پی ٹی سی ہیٹرز کی یہ خصوصیت انہیں خود کو منظم کرنے والی بھی بناتی ہے، کیونکہ ان کی آؤٹ پٹ پاور ایک مقررہ درجہ حرارت پر سیر ہوتی ہے۔ دوسری طرف، این ٹی سی قسم کے ہیٹروں کو عام طور پر ہیٹر کے بھاگنے پر قابو پانے کے لیے تھرموسٹیٹ یا تھرموکپل کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ ہیٹر ان ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں جن کے لیے ہیٹر کے درجہ حرارت کو پہلے سے طے شدہ سیٹ پوائنٹ تک تیز کرنے کی ضرورت ہوتی ہے کیونکہ وہ عام طور پر پی ٹی سی قسم کے ہیٹر سے زیادہ تیز کام کرتے ہیں۔ پولیمر پی ٹی سی حرارتی عناصر مزاحم ہیٹر پی ٹی سی ربڑ کے مواد کو چلانے سے بنائے جا سکتے ہیں جہاں درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ مزاحمت میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے۔ اس طرح کا ہیٹر ٹھنڈا ہونے پر زیادہ طاقت پیدا کرے گا، اور تیزی سے خود کو مستقل درجہ حرارت تک گرم کر لے گا۔ تیزی سے بڑھتی ہوئی مزاحمت کی وجہ سے، ہیٹر کبھی بھی اس درجہ حرارت سے زیادہ گرم نہیں ہو سکتا۔ اس درجہ حرارت سے اوپر ربڑ برقی موصلیت کے طور پر کام کرتا ہے۔ ربڑ کی پیداوار کے دوران درجہ حرارت کا انتخاب کیا جا سکتا ہے۔ عام درجہ حرارت درمیان میں ہوتے ہیں۔ یہ ایک پوائنٹ کے لحاظ سے سیلف ریگولیٹنگ ہیٹر اور سیلف لمیٹنگ ہیٹر ہے۔ سیلف ریگولیٹنگ کا مطلب ہے کہ ہیٹر کا ہر نقطہ آزادانہ طور پر الیکٹرانکس کو ریگولیٹ کرنے کی ضرورت کے بغیر مستقل درجہ حرارت رکھتا ہے۔ خود کو محدود کرنے کا مطلب یہ ہے کہ ہیٹر کبھی بھی کسی بھی مقام پر ایک مخصوص درجہ حرارت سے تجاوز نہیں کر سکتا اور اسے زیادہ گرمی سے تحفظ کی ضرورت نہیں ہے۔ مائع ایک الیکٹروڈ بوائیلر بھاپ بنانے کے لیے پانی کی ندیوں سے بہنے والی بجلی کا استعمال کرتا ہے۔ آپریٹنگ وولٹیج عام طور پر 240 اور 600 وولٹ، سنگل یا تھری فیز AC کے درمیان ہوتے ہیں۔ جامع حرارتی عناصر ٹیوبلر (شیٹڈ) عناصر عام طور پر نیکروم (این آئی سی آر) مزاحمت حرارتی مرکب تار کی ایک باریک کنڈلی پر مشتمل ہوتے ہیں، جو دھاتی ٹیوب (تانبے یا سٹینلیس سٹیل مرکب جیسے انکولائے) میں واقع ہوتا ہے اور میگنیشیم آکسائڈ پاؤڈر کے ذریعے موصل ہوتا ہے۔ ہائیگروسکوپک موصلیت سے نمی کو دور رکھنے کے لیے، سروں کو موصلیت کے مواد جیسے سیرامک یا سلیکون ربڑ، یا دونوں کے امتزاج سے لیس کیا جاتا ہے۔ پاؤڈر کو کمپریس کرنے اور گرمی کی ترسیل کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے ڈائی کے ذریعے ٹیوب کھینچی جاتی ہے۔ یہ سیدھی چھڑی ہو سکتی ہے (جیسا کہ ٹوسٹر اوون میں) یا گرم کیے جانے والے علاقے (جیسے برقی چولہے، اوون اور کافی بنانے والوں میں) کو پھیلانے کے لیے کسی شکل میں جھکی ہو سکتی ہے۔ سیرامک موصلیت دھات (عام طور پر اسٹیل) پلیٹوں پر جمع اسکرین پرنٹ شدہ دھاتی-سیرامک پٹریوں کو 1990 کی دہائی کے وسط سے کیٹلز اور دیگر گھریلو آلات میں عناصر کے طور پر وسیع پیمانے پر استعمال پایا گیا ہے۔ تابکار حرارتی عناصر (ہیٹ لیمپ): ایک اعلی طاقت والا تاپدیپت لیمپ عام طور پر نظر آنے والی روشنی کے بجائے زیادہ تر اورکت کو خارج کرنے کے لیے زیادہ سے زیادہ طاقت سے کم پر چلتا ہے۔ یہ عام طور پر تابکار خلائی ہیٹرز اور فوڈ وارمرز میں پائے جاتے ہیں، جو یا تو لمبی، نلکی والی شکل یا R40 ریفلیکٹر-لیمپ کی شکل اختیار کرتے ہیں۔ ظاہر ہونے والی روشنی کو کم سے کم کرنے کے لیے ریفلیکٹر لیمپ کا انداز اکثر سرخ رنگ کا ہوتا ہے۔ نلکی کی شکل مختلف شکلوں میں آتی ہے: گولڈ کوٹیڈ-پیٹنٹ شدہ فلپس ہیلن لیمپ کے ذریعے مشہور کیا گیا۔ ایک گولڈ ڈائکروک فلم اندر کی طرف جمع کی جاتی ہے جو مرئی روشنی کو کم کرتی ہے اور زیادہ تر مختصر اور درمیانے درجے کی لہر اورکت کے ذریعے جانے کی اجازت دیتی ہے۔ خاص طور پر لوگوں کو گرم کرنے کے لیے۔ کئی مینوفیکچررز اب یہ لیمپ تیار کرتے ہیں اور ان میں مسلسل بہتری آتی رہتی ہے۔ روبی لیپت-سونے سے لیپت لیمپ کی طرح ہی کام کرتا ہے، لیکن قیمت کے ایک حصے پر۔ نظر آنے والی چمک سونے کی قسم سے بہت زیادہ ہے۔ صاف کریں-کوئی کوٹنگ نہیں اور بنیادی طور پر پیداوار کے عمل میں استعمال ہوتا ہے۔ ہٹنے کے قابل سیرامک کور عناصر ایک کنڈلی مزاحمت حرارتی مرکب تار کا استعمال کرتے ہیں جو ایک یا زیادہ سلنڈریکل سیرامک حصوں کے ذریعے تھریڈ کیے جاتے ہیں تاکہ مرکز کی چھڑی کے ساتھ یا اس کے بغیر مطلوبہ لمبائی (آؤٹ پٹ سے متعلق) بنائی جا سکے۔ دھات کی مٹھی یا ٹیوب میں ایک سرے پر مہر بند کر کے ڈالا جاتا ہے، اس قسم کا عنصر شامل عمل کو توڑے بغیر تبدیلی یا مرمت کی اجازت دیتا ہے، عام طور پر دباؤ میں سیال کو گرم کرنا۔ اعلی درجہ حرارت والی بھٹیوں کے لیے حرارتی عناصر اکثر غیر ملکی مواد سے بنے ہوتے ہیں، جن میں پلاٹینم، ٹونگسٹن ڈائیلیسائیڈ/مولیبڈینم ڈائیلیسائیڈ، مولیبڈینم (ویکیوم بھٹیوں) اور سلکان کاربائڈ شامل ہیں۔ سلیکن کاربائڈ گرم سطح کے اگنیٹر، جو آتش گیر گیس کو بھڑکانے کے لیے بنائے گئے حرارتی عناصر ہیں، گیس اوون اور کپڑوں کے ڈرائر میں عام ہیں۔ اعلی درجہ حرارت حاصل کرنے کے لیے لیزر ہیٹر کا بھی استعمال کیا جا رہا ہے۔ ہیٹڈ ہوز ہیٹنگ مینٹل مثبت درجہ حرارت گتانک تھرمو الیکٹرک اثر حوالہ جات ہیٹنگ بھی دیکھیں