Heating MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Heating - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सूक्ष्मतरंगी तापन परावैद्युत तापन (जिसे द्विध्रुवीय घूर्णन भी कहा जाता है) के सिद्धांत पर आधारित है।

परावैद्युत तापन

• एक प्रत्यावर्ती विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र में ध्रुवीय अणुओं (जैसे पानी) के द्विध्रुवीय घूर्णन के कारण परावैद्युत तापन होता है।
• जब माइक्रोवेव विकिरण भोजन में प्रवेश करता है, तो यह ध्रुवीय अणुओं, विशेष रूप से पानी के अणुओं को प्रत्यावर्ती विद्युत क्षेत्र के कारण तेजी से दोलन करने का कारण बनता है।
• दोलन करने वाले अणुओं के बीच यह घर्षण ऊष्मा उत्पन्न करता है, जिससे भोजन अंदर से गर्म होता है।

यही कारण है कि माइक्रोवेव ओवन नम खाद्य पदार्थों को कुशलतापूर्वक गर्म करते हैं लेकिन सूखे या धात्विक पदार्थों को अच्छी तरह से गर्म नहीं करते हैं।

जब इलेक्ट्रोड के बीच उच्च वोल्टेज लगाया जाता है, तो उनके बीच की हवा आयनित हो जाती है, जिससे प्लाज्मा बनता है। यह प्लाज्मा विद्युत धारा को लगातार अपने माध्यम से प्रवाहित होने देता है, जिससे आर्क बना रहता है और ऊष्मा उत्पन्न होती है। आयनीकरण के बिना, आर्क बुझ जाएगा।

अन्य विकल्प जैसे वायु की परावैद्युत सामर्थ्य आर्क निर्माण का विरोध करती है, चुंबकीय क्षेत्र आर्क की गति को प्रभावित कर सकता है लेकिन इसके बना रहने में योगदान नहीं देता है, और ऊष्मा चालन आर्क को बनाए रखने में योगदान नहीं देता है।

व्याख्या:

घरेलू बिजली वाले इस्तरी में तापमान नियंत्रण

परिभाषा: घरेलू बिजली वाले इस्तरी में, सुरक्षित और कुशल संचालन सुनिश्चित करने के लिए तापमान नियंत्रण एक महत्वपूर्ण पहलू है। विभिन्न प्रकार के कपड़ों को इस्त्री करने के लिए आवश्यक गर्मी प्रदान करने और ज़्यादा गरम होने से रोकने के लिए तापमान को नियंत्रित किया जाता है।

कार्य सिद्धांत: बिजली वाला इस्तरी एक विद्युत ताप तत्व का उपयोग करता है, जो आमतौर पर निक्रोम जैसी उच्च-प्रतिरोध सामग्री से बना होता है, विद्युत ऊर्जा को गर्मी में बदलने के लिए। यह ताप तत्व एक थर्मोस्टेट से जुड़ा होता है, जो तापमान नियंत्रण के लिए जिम्मेदार प्राथमिक घटक है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 3: थर्मोस्टेट का उपयोग करना

थर्मोस्टेट कैसे काम करता है: एक थर्मोस्टेट एक ऐसा उपकरण है जो स्वचालित रूप से तापमान को नियंत्रित करता है। बिजली वाले इस्तरी के संदर्भ में, थर्मोस्टेट को एक विशिष्ट सीमा के भीतर इस्तरी के तापमान को बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसमें एक द्विधात्विक पट्टी होती है, जो दो अलग-अलग धातुओं से बनी होती है जो एक साथ बंधी होती हैं। इन धातुओं में तापीय प्रसार के अलग-अलग गुणांक होते हैं, जिससे गर्म होने पर पट्टी मुड़ जाती है।

जब इस्तरी निर्धारित तापमान पर पहुँच जाता है, तो द्विधात्विक पट्टी विद्युत संपर्कों को खोलने के लिए पर्याप्त रूप से मुड़ जाती है, जिससे ताप तत्व को बिजली की आपूर्ति बंद हो जाती है। जैसे ही इस्तरी ठंडा होता है, पट्टी अपने मूल आकार में वापस आ जाती है, संपर्कों को बंद कर देती है और ताप तत्व को फिर से बिजली प्रवाहित करने की अनुमति देती है। एक सुसंगत तापमान बनाए रखने के लिए यह चक्र दोहराता है।

थर्मोस्टेट का उपयोग करने के लाभ:

• सटीक तापमान नियंत्रण प्रदान करता है, यह सुनिश्चित करता है कि इस्तरी सुरक्षित और प्रभावी तापमान सीमा के भीतर काम करता है।
• ज़्यादा गरम होने से रोकता है, जो कपड़ों को नुकसान पहुंचा सकता है और आग का खतरा पैदा कर सकता है।
• वांछित तापमान को बनाए रखने के लिए बिजली की आपूर्ति को स्वचालित रूप से समायोजित करता है, जिससे उपयोगकर्ता की सुविधा बढ़ती है।
• ताप तत्व पर अत्यधिक घिसाव और आंसू को रोककर बिजली वाले इस्तरी की दक्षता और जीवनकाल में सुधार करता है।

नुकसान:

• थर्मोस्टेट समय के साथ खराब हो सकते हैं, उचित तापमान नियंत्रण बनाए रखने के लिए प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है।
• थर्मोस्टेट घटक को शामिल करने के कारण निर्माण की प्रारंभिक लागत थोड़ी अधिक हो सकती है।

अनुप्रयोग: थर्मोस्टेट का व्यापक रूप से विभिन्न घरेलू और औद्योगिक हीटिंग उपकरणों में उपयोग किया जाता है, जिसमें बिजली वाले इस्तरी, ओवन और हीटर शामिल हैं, विश्वसनीय और स्वचालित तापमान नियंत्रण प्रदान करने के लिए।

अतिरिक्त जानकारी

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 1: करंट को नियंत्रित करना

यह विकल्प बताता है कि बिजली वाले इस्तरी में तापमान नियंत्रण करंट को नियंत्रित करके प्राप्त किया जाता है। जबकि करंट को नियंत्रित करने से ताप तत्व द्वारा उत्पन्न गर्मी की मात्रा प्रभावित हो सकती है (जैसे कि शक्ति P = I²R), यह घरेलू बिजली वाले इस्तरी में सटीक तापमान नियंत्रण के लिए एक व्यावहारिक विधि नहीं है। वर्तमान नियंत्रण के लिए जटिल सर्किटरी की आवश्यकता होगी और सुरक्षित और कुशल संचालन के लिए आवश्यक स्वचालित विनियमन प्रदान नहीं करेगा।

विकल्प 2: वोल्टेज को नियंत्रित करना

ताप तत्व को आपूर्ति किए गए वोल्टेज को नियंत्रित करने से भी तापमान प्रभावित हो सकता है, जैसे कि शक्ति P = V²/R। हालाँकि, वर्तमान नियंत्रण के समान, वोल्टेज नियंत्रण बिजली वाले इस्तरी में सुसंगत तापमान बनाए रखने के लिए एक व्यावहारिक या कुशल विधि नहीं है। इसके लिए निरंतर मैन्युअल समायोजन या जटिल इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण की आवश्यकता होगी, जो साधारण घरेलू उपकरणों के लिए संभव नहीं है।

विकल्प 4: हीटिंग एलिमेंट के साथ श्रृंखला में प्रतिरोध जोड़ना

ताप तत्व के साथ श्रृंखला में प्रतिरोध जोड़ने से समग्र वर्तमान प्रवाह और परिणामस्वरूप, उत्पन्न गर्मी कम हो सकती है। हालाँकि, यह विधि सटीक और स्वचालित तापमान नियंत्रण के लिए उपयुक्त नहीं है। इसके लिए मैन्युअल समायोजन की आवश्यकता होगी और असंगत तापमान विनियमन के कारण अकुशल संचालन और संभावित सुरक्षा खतरों का कारण बन सकता है।

निष्कर्ष:

घरेलू बिजली वाले इस्तरी में थर्मोस्टेट का उपयोग तापमान नियंत्रण के लिए एक विश्वसनीय, कुशल और स्वचालित विधि प्रदान करता है। थर्मोस्टेट यह सुनिश्चित करता है कि इस्तरी एक सुरक्षित तापमान सीमा के भीतर काम करता है, ज़्यादा गरम होने से रोकता है और उपयोगकर्ता की सुविधा को बढ़ाता है। जबकि अन्य विधियाँ जैसे कि करंट, वोल्टेज को नियंत्रित करना, या प्रतिरोध जोड़ना सैद्धांतिक रूप से तापमान को प्रभावित कर सकता है, वे घरेलू बिजली वाले इस्तरी में आवश्यक सटीक और स्वचालित विनियमन के लिए व्यावहारिक या कुशल नहीं हैं। इसलिए, घरेलू बिजली वाले इस्तरी में तापमान नियंत्रण के लिए सही विकल्प थर्मोस्टेट का उपयोग करना है।

व्याख्या:

एक अप्रत्यक्ष आर्क भट्टी एक प्रकार की विद्युत भट्टी है जिसका उपयोग मुख्य रूप से धातुओं को पिघलाने और परिष्कृत करने के लिए किया जाता है। भट्टी पिघलने की प्रक्रिया के लिए आवश्यक ऊष्मा उत्पन्न करने के लिए एक विद्युत आर्क का उपयोग करती है। इस प्रकार की भट्टी में, आर्क सीधे आवेश से नहीं टकराता है; इसके बजाय, आर्क द्वारा उत्पन्न ऊष्मा विभिन्न प्रकार के ऊष्मा हस्तांतरण के तरीकों से आवेश में संचरित होती है।

अप्रत्यक्ष आर्क भट्टी में ऊष्मा हस्तांतरण:

एक अप्रत्यक्ष आर्क भट्टी में, ऊष्मा मुख्य रूप से विकिरण द्वारा आवेश की ऊपरी परत में संचरित होती है। विकिरण विद्युत चुम्बकीय तरंगों के माध्यम से ऊष्मा हस्तांतरण की प्रक्रिया है, जो निर्वात या पारदर्शी माध्यम से भौतिक माध्यम की आवश्यकता के बिना यात्रा कर सकती है। ऊष्मा हस्तांतरण का यह तरीका आर्क भट्टी के उच्च तापमान वाले वातावरण में अत्यधिक प्रभावी है।

जब इलेक्ट्रोड के बीच विद्युत आर्क लगाया जाता है, तो यह तीव्र ऊष्मा उत्पन्न करता है और विद्युत चुम्बकीय विकिरण का उत्सर्जन करता है, मुख्य रूप से अवरक्त विकिरण के रूप में। यह विकिरण ऊर्जा आवेश की सतह द्वारा अवशोषित की जाती है, जिससे यह गर्म होती है और अंततः पिघल जाती है। चूँकि आर्क आवेश के साथ सीधे संपर्क में नहीं आता है, इसलिए ऊष्मा हस्तांतरण विकिरण पर बहुत अधिक निर्भर करता है।

अप्रत्यक्ष आर्क भट्टी का शक्ति गुणांक:

एक विद्युत प्रणाली का शक्ति गुणांक एक माप है कि विद्युत शक्ति कितनी प्रभावी ढंग से उपयोगी कार्य उत्पादन में परिवर्तित हो रही है। इसे वास्तविक शक्ति (किलोवाट, kW में मापा जाता है) के लिए आभासी शक्ति (किलोवोल्ट-एम्पियर, kVA में मापा जाता है) के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है। शक्ति गुणांक पश्चगामी, अग्रगामी या एकता हो सकता है।

एक अप्रत्यक्ष आर्क भट्टी का शक्ति गुणांक आम तौर पर लगभग 0.85 पश्चगामी पर संचालित होता है। एक पश्चगामी शक्ति गुणांक इंगित करता है कि धारा वोल्टेज से पश्चगामी रह जाती है, जो प्रेरक भार जैसे विद्युत भट्टियों में आम है। ट्रांसफार्मर और प्रेरकों सहित भट्टी के विद्युत घटकों की प्रेरक प्रकृति इस पश्चगामी शक्ति गुणांक का कारण बनती है।

सही विकल्प विश्लेषण:

सही विकल्प है:

विकल्प 1: विकिरण; 0.85 पश्चगामी

यह विकल्प अप्रत्यक्ष आर्क भट्टी के लिए ऊष्मा हस्तांतरण के तरीके और शक्ति गुणांक की सही पहचान करता है। ऊष्मा आर्क से आवेश की ऊपरी परत तक विकिरण द्वारा संचरित होती है, और भट्टी 0.85 पश्चगामी के शक्ति गुणांक पर संचालित होती है।

Additional Information 

विश्लेषण को और समझने के लिए, आइए अन्य विकल्पों का मूल्यांकन करें:

विकल्प 2: चालन; 0.8 अग्रगामी

यह विकल्प गलत है क्योंकि चालन अप्रत्यक्ष आर्क भट्टी में ऊष्मा हस्तांतरण का प्राथमिक तरीका नहीं है। चालन के लिए ऊष्मा स्रोत और सामग्री के बीच प्रत्यक्ष संपर्क की आवश्यकता होती है, जो यहां मामला नहीं है। इसके अतिरिक्त, इस तरह की भट्टियों के लिए 0.8 अग्रगामी का शक्ति गुणांक विशिष्ट नहीं है।

विकल्प 3: विकिरण; 0.7 अग्रगामी

जबकि यह विकल्प ऊष्मा हस्तांतरण के तरीके के रूप में विकिरण की सही पहचान करता है, यह शक्ति गुणांक को 0.7 अग्रगामी के रूप में गलत बताता है। अप्रत्यक्ष आर्क भट्टियों में आम तौर पर उनकी प्रेरक प्रकृति के कारण पश्चगामी शक्ति गुणांक होता है।

विकल्प 4: संवहन; 0.85 पश्चगामी

यह विकल्प गलत है क्योंकि संवहन अप्रत्यक्ष आर्क भट्टी में ऊष्मा हस्तांतरण का प्राथमिक तरीका नहीं है। संवहन में ऊष्मा को स्थानांतरित करने के लिए तरल पदार्थों की गति शामिल होती है, जो इस संदर्भ में प्रमुख प्रक्रिया नहीं है। 0.85 पश्चगामी का शक्ति गुणांक सही है, लेकिन ऊष्मा हस्तांतरण का तरीका नहीं है।

निष्कर्ष:

अप्रत्यक्ष आर्क भट्टियों में ऊष्मा हस्तांतरण और शक्ति गुणांक के सिद्धांतों को समझना उनके प्रभावी संचालन और दक्षता के लिए महत्वपूर्ण है। ऐसी भट्टियों में ऊष्मा हस्तांतरण का प्राथमिक तरीका विकिरण है, जहाँ विद्युत आर्क द्वारा उत्पन्न तीव्र ऊष्मा विद्युत चुम्बकीय तरंगों के माध्यम से आवेश में संचरित होती है। इन भट्टियों का शक्ति गुणांक आम तौर पर लगभग 0.85 पश्चगामी होता है, जो उनके प्रेरक भार लक्षणों का संकेत है। यह ज्ञान विभिन्न धातुकर्म प्रक्रियाओं के लिए अप्रत्यक्ष आर्क भट्टियों के डिजाइन और संचालन को अनुकूलित करने में मदद करता है।

तापन अवयव में प्रयुक्त होने वाली सामग्री में उच्च विशिष्ट प्रतिरोध होना चाहिए।

अवधारणा:

तापन अवयव

• तापन अवयव विद्युत ऊर्जा को ऊष्मा ऊर्जा में बदलने के लिए उपयोग किए जाते हैं।
• एलिमेंट से गुजरने वाली विद्युत धारा प्रतिरोध का सामना करती है जिसके परिणामस्वरूप एलिमेंट गर्म होता है। यह विद्युत उपकरणों जैसे आयरन बॉक्स, हीटर का हिस्सा है।

​​तापन अवयव की आवश्यकताएँ

उच्च प्रतिरोधकता

तापन अवयव बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री का विशिष्ट प्रतिरोध या प्रतिरोधकता उच्च होना चाहिए। जब सामग्री की प्रतिरोधकता अधिक होती है, तो एलिमेंट को कम लंबाई की आवश्यकता होगी और यह एक सुविधाजनक आकार देगा।

उच्च गलनांक

तापन अवयव बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री का गलनांक उसके संचालन तापमान से काफी अधिक होना चाहिए। अन्यथा, संचालन वोल्टेज में थोड़ी सी वृद्धि और इसलिए संचालन तापमान में वृद्धि तापन अवयव को नष्ट कर देगी।

प्रतिरोध का कम तापमान गुणांक

चूँकि एक चालक का प्रतिरोध तापमान के साथ बदलता रहता है और यह भिन्नता तापन अवयव के मामले में कम होनी चाहिए। अन्यथा, जब तापमान से 1500 °C तक जाने के लिए स्विच किया जाता है, तो प्रारंभिक चरण में कम प्रतिरोध समान संचालन वोल्टेज पर अत्यधिक उच्च धाराएँ खींचेगा।

प्रतिरोध का धनात्मक तापमान गुणांक

तापन अवयव बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री में प्रतिरोध का धनात्मक तापमान गुणांक होना चाहिए। यदि प्रतिरोध का तापमान गुणांक ऋणात्मक है तो तत्व आकर्षित होंगे।

उच्च ऑक्सीकरण तापमान

तापन अवयव के ऑक्सीकरण तत्व का उसके संचालन तापमान से अधिक होना चाहिए। अन्यथा, सतह से ऑक्सीकृत परतें छिल जाएँगी जिससे तापन अवयव का प्रतिरोध बदल जाएगा और इसकी आयु कम हो जाएगी।

उच्च तन्यता और लचीलापन

तापन अवयव बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री में उच्च तन्यता और लचीलापन होना चाहिए ताकि यह सुविधाजनक आकार और आकार ले सके।

विद्युत तापन का वर्गीकरण नीचे दिया गया हैः

उच्च-आवृत्ति वाला तापन:

इस प्रकार के विद्युत तापन को निम्न रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है

• प्रेरण तापन 
• पारद्युतिक तापन 
• अवरक्त तापन

इसलिए, आर्क तापन को उच्च-आवृत्ति वाला तापन नहीं माना जाता है क्योंकि यह शक्ति आवृत्ति पर संचालित होता है।

Additional Information

अवरक्त तापन:

• यह विद्युत तापन की सबसे अक्षम विधि है। यह विद्युत तापन का सबसे साधारण रूप भी है।
• यहाँ तापदीप्त प्रकार बल्ब से आने वाला विद्युतचुम्बकीय विकिरण तापित होने वाली सतह पर केंद्रित होता है।
• इसका प्रयोग अधिकांश किसी वस्तु के नम रंगाई की गयी सतह को सुखाने के लिए किया जाता है।

पारद्युतिक तापन:

• लकड़ी, सिरेमिक, और प्लास्टिक जैसे प्रतिष्ठापन पदार्थ को एकसमान रूप से गर्म करना बहुत कठिन होता है।
• यहाँ उच्च आवृत्ति वाला पारद्युतिक धारिता तापन को नियोजित किया जाता है।
• पारद्युतिक पदार्थ संधारित्र के रूप में व्यवहार करने वाले दो इलेक्ट्रॉड के बीच संयोजित होते हैं और उच्च-आवृत्ति वाली धारा संधारित्र के माध्यम से प्रवाहित हो सकती है।
• संधारित्र के माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा पारद्युतिक पदार्थ में एकसमान तापन का कारण बनती है। पारद्युतिक तापन में लागू आवृत्ति 10 से 50 kHz की सीमा में बहुत अधिक होती है, लेकिन इस प्रणाली की दक्षता लगभग 50% कम होती है।

प्रेरण तापन:

• धारा निकटतम परिवर्ती धारा के कारण स्वयं आवेश में प्रेरित हो जाती है।
• आवेश के अंतर्निहित प्रतिरोध के कारण स्वयं आवेश में ऊष्मा उत्पादित होती है।
• प्रेरण भट्टी और भंवर धारा तापक प्रत्यक्ष प्रेरण विद्युत तापन के दो अच्छी-तरह से ज्ञात उदाहरण हैं।

आर्क तापन:

• बहुत उच्च तापमानों को आर्क से प्राप्त किया जा सकता है।
• आर्क या तो पर्याप्त विभवांतर के दो इलेक्ट्रॉड के बीच या एक इलेक्ट्रान और स्वयं आवेश के बीच निर्मित हो सकता है। दूसरी स्थिति में आवेश स्वयं अन्य इलेक्ट्रोड की तरह व्यवहार करता है।

यूरेका:

• कॉन्स्टैंटन एक निकेल-तांबा मिश्रधातु है जिसे यूरेका के रूप में भी जाना जाता है।
• इसमें सामान्यतौर पर 55% तांबा और 45% निकेल शामिल होता है।
• इसकी मुख्य विशेषता इसके प्रतिरोधकता की निम्न तापीय भिन्नता होती है, जो तापमान की एक व्यापक सीमा पर स्थिर होती है।

कॉन्स्टैंटन एक निकेल-तांबा आधारित मिश्रधातु तार है जिसमें उच्च प्रतिरोधकता होती है और मुख्य रूप से थर्मोकपल और विद्युतीय प्रतिरोध तापन के लिए प्रयोग किया जाता है। इसमें तापमान की एक व्यापक सीमा पर स्थिर प्रतिरोधकता होती है।

संघटक:

• Ni = 60%
• Cu = 40%

यूरेका का गुण:

• प्रतिरोधकता - 490 µΩ -cm
• गलनांक: 1300 ⁰C
• विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण: 8.9 gm /cm3
• नगण्य तापमान गुणांक 
• आसानी से नमनीय 
• वायुमंडलीय संक्षारण के लिए प्रतिरोधी
• आसानी से सोल्डर और ढाला जा सकता है 

अनुप्रयोग:

• इसका उपयोग तापमान के मापन के लिए किया जाता है।
• इसका उपयोग थर्मोकपल के निर्माण के लिए किया जाता है जिसके साथ तांबा, लोहा और क्रोमियम जैसे अन्य धातुओं के तार होते हैं।
• इसका उपयोग विशेष रूप से प्रतिरोध उद्देश्यों के लिए किया जाता है चूँकि इसका प्रतिरोध इसके तापमान में परिवर्तन के साथ बहुत अधिक परिवर्तित नहीं होता है। इसका उपयोग DC धारा शंट के लिए किया जाता है।

निक्रोम:

संघटक: Ni का 80% और Cr का 20%

निक्रोम के गुण:

• प्रतिरोधकता: 40 µΩ cm
• प्रतिरोध का तापमान गुणांक: 0.0004 / ⁰C
• गलनांक: 1400 ⁰C
• विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण: 8.4gm /cm3
• ऑक्सीकरण के लिए उच्च प्रतिरोध 

अनुप्रयोग:

• विद्युत हीटर और भट्टी के लिए तापन तत्व बनाने में प्रयोग किया जाता है।

महत्वपूर्ण बिंदु

• निक्रोम तापन तत्व बनाने के लिए सबसे उपयुक्त और आदर्श पदार्थ है।
• इसमें तुलनात्मक रूप से उच्च प्रतिरोध होता है।
• जब तापन तत्व को पहली बार गर्म किया जाता है, तो मिश्रधातु का क्रोमियम वायुमंडल के ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है और तापन तत्व के बाहरी सतह पर क्रोमियम ऑक्साइड की एक परत बनाता है। क्रोमियम ऑक्साइड की यह परत तत्व के लिए एक सुरक्षात्मक परत के रूप में कार्य करता है और ऑक्सीकरण के विरुद्ध इन परतों के निचले पदार्थ की सुरक्षा करता है, जो भंजन और जलने से तत्व के तार को बचाता है।
• निक्रोम से बने तापन तत्व का प्रयोग 1200 ⁰C तक के तापमान पर निरंतर संचालन के लिए किया जा सकता है।

कंथाल:

संघटक:

• Fe = 62.5% से 76%
• Cr = 20% - 30%
• Al = 4% - 7.5%

कंथाल का गुण:

• प्रतिरोधकता - 145 µΩ -cm
• प्रतिरोध का तापमान गुणांक: 0.000001 /⁰C
• गलनांक: 1500 ⁰C
• विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण: 7.10 gm /cm3
• ऑक्सीकरण के लिए उच्च प्रतिरोध 

कंथाल का अनुप्रयोग:

• विद्युत हीटर और भट्टी के लिए तापन तत्व बनाने में प्रयोग किया जाता है।
• जब कंथाल से बने तत्व को पहली बार गर्म किया जाता है, तो एल्युमीनियम मिश्रधातु वायुमंडल के ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करता है और एल्युमीनियम ऑक्साइड के अतितापन तत्व का एक परत बनाता है। एल्युमीनियम ऑक्साइड का यह परत विद्युतीय अवरोधक है लेकिन इसमें अच्छी तापीय चालकता होती है। एल्युमीनियम का यह विद्युतीय रूप से अवरोधक परत तापन तत्व को आघात-सह बनाता है।
• कंथाल से बने तापन तत्व का उपयोग 1400 ⁰C तक के तापमान पर निरंतर संचालन के लिए किया जा सकता है।
• इसलिए यह सिरेमिक, इस्पात, कांच, और इलेक्ट्रॉनिक उद्योग में ताप उपचार के लिए उपयोग किये जाने वाले विद्युतीय भट्टी के लिए तापन तत्वों को बनाने के लिए बहुत उपयुक्त है।

अच्छे तापन तत्व का वांछनीय गुण:

तापन तत्वों का प्रदर्शन और जीवनकाल तापन तत्व के लिए उपयोग किये जाने वाले पदार्थ के गुणों पर निर्भर करता है। तापन तत्वों के लिए उपयोग किये जाने वाले पदार्थ के आवश्यक गुण निम्न हैं:

• उच्च गलनांक 
• खुले वातावरण में ऑक्सीकरण से मुक्त 
• उच्च तन्य दृढ़ता
• धातु या मिश्रधातु को तार के रूप में खींचने के लिए पर्याप्त तन्यता
• उच्च प्रतिरोधकता 
• प्रतिरोध का निम्न-तापमान गुणांक 

Important Points

तापन तत्व के निर्माण के लिए उपयोग किये जाने वाले पदार्थ निक्रोम, कंथाल, ताम्र निकेल, प्लैटिनम हैं।

विद्युत प्रेरण भट्टी: विद्युत प्रेरण भट्टी में सम्पूर्ण ऊष्मा आवेश में ही उत्पन्न होती है।

प्रेरण भट्टियां दो प्रकार की होती हैं

• क्रोड प्रेरण भट्टी
• क्रोडहीन प्रेरण भट्टी

क्रोड प्रेरण भट्टी: क्रोड प्रेरण भट्टी में एक प्रेरण कुंडली होती है, जो धातु के प्रक्षालन में डूबी होती है और भंवर धाराओं के प्रवाह के लिए एक क्रोड के रूप में कार्य करता है। विद्युत चुम्बकीय प्रभाव द्रव धातु को कुंडली के चारों ओर चैनलों के माध्यम से स्थानांतरित करने का कारण बनता है और साथ ही, द्वितीयक धाराएं, जो ऊष्मा का कारण बनती हैं, क्रोड के चारों ओर द्रव धातु में प्रेरित होती हैं। इस प्रकार की भट्टी हालांकि अधिक कुशल है, लेकिन शुरू करते समय एक द्रव धातु आवेश की आवश्यकता होती है, इसलिए इसका उपयोग आंतरायिक संचालन के लिए नहीं किया जा सकता है।

क्रोड भट्टी का उपयोग अलौह धातुओं को अपेक्षाकृत लंबे समय तक पिघलाने के लिए किया जाता है।

Additional Information

क्रोडहीन प्रेरण भट्टी: इस प्रकार की भट्टियों में कोई प्रेरण कुंडली या क्रोड नहीं होता है और द्वितीयक धारा या भंवर धारा विद्युत चुम्बकीय प्रेरण द्वारा आवेश में ही प्रेरित होते हैं। इन भट्टियों को लौह धातुओं के लिए बनाया गया है।

यूरेका:

• कॉन्स्टैंटन एक निकेल-तांबा मिश्रधातु है जिसे यूरेका के रूप में भी जाना जाता है।
• इसमें सामान्यतौर पर 55% तांबा और 45% निकेल शामिल होता है।
• इसकी मुख्य विशेषता इसके प्रतिरोधकता की निम्न तापीय भिन्नता होती है, जो तापमान की एक व्यापक सीमा पर स्थिर होती है।
• कॉन्स्टैंटन एक निकेल-तांबा आधारित मिश्रधातु तार है जिसमें उच्च प्रतिरोधकता होती है और मुख्य रूप से थर्मोकपल और विद्युतीय प्रतिरोध तापन के लिए प्रयोग किया जाता है।
• इसमें तापमान की एक व्यापक सीमा पर स्थिर प्रतिरोधकता होती है।

संघटक:

• Ni = 45 %
• Cu = 55 %
   

यूरेका का गुण:

• प्रतिरोधकता - 490 µΩ -cm
• गलनांक: 1300 ⁰C
• विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण: 8.9 gm /cm³
• नगण्य तापमान गुणांक 
• आसानी से नमनीय 
• वायुमंडलीय संक्षारण के लिए प्रतिरोधी
• आसानी से सोल्डर और ढाला जा सकता है
   

अनुप्रयोग:

• इसका उपयोग तापमान के मापन के लिए किया जाता है।
• इसका उपयोग थर्मोकपल के निर्माण के लिए किया जाता है जिसके साथ तांबा, लोहा और क्रोमियम जैसे अन्य धातुओं के तार होते हैं।
• इसका उपयोग विशेष रूप से प्रतिरोध उद्देश्यों के लिए किया जाता है चूँकि इसका प्रतिरोध इसके तापमान में परिवर्तन के साथ बहुत अधिक परिवर्तित नहीं होता है। इसका उपयोग DC धारा शंट के लिए किया जाता है।

पारद्युतिक तापन​:

• पारद्युतिक तापन​ धारिता तापन के रूप में भी जाना जाता है। यह गैर-चालकीय सामग्री को गर्म करने की विधि है।
• गर्म होने वाली सामग्री को दो इलेक्ट्रोड के बीच रखा जाता है, जो उच्च आवृत्ति ऊर्जा स्रोत से जुड़ा होता है।
• दोलन क्षेत्र सामग्री के माध्यम से गुजरता है और जैसे ही क्षेत्र की दिशा में परिवर्तन होता है, परिणामतः व्यक्तिगत अणुओं का ध्रुवीकरण तेजी से उलट जाता है, जिससे घर्षण उत्पन्न होता है और इसलिए ऊष्मा उत्पन्न होती है।
• आवृत्ति जितनी अधिक होगी, गतिविधि उतनी ही अधिक होगी।
• आम तौर पर, 5 MHz से 80 MHz तक की आवृत्तियों का उपयोग किया जाता है।
• प्रयुक्त सामान्य वोल्टेज लगभग 15 kV होता है
• उच्च वोल्टेज का उपयोग पतले परावैद्युत के विभंग वोल्टेज के कारण सीमित होता है जिसे सामान्य परिस्थितियों के तहत तापित किया जाना होता है
• वोल्टेज ढलान 18 kV/cm तक सीमित होता है
• इस तकनीक का उपयोग लकड़ी को चिपकाने, RF ड्राइंग और प्लास्टिक वेल्डिंग में किया जाता है।

प्रत्यक्ष प्रतिरोध तापन:

• इस विधि में तापित पदार्थ (या आवेश) को प्रतिरोध के रूप में माना जाता है और उसमें से धारा प्रवाहित की जाती है।
• आवेश पाउडर, छोटे ठोस टुकड़ों या तरल के रूप में हो सकता है।
• दो इलेक्ट्रोड आवेश में डाले जाते हैं और नीचे दिखाए गए AC या DC आपूर्ति से जुड़े होते हैं।

• DC या एकल-फेज AC आपूर्ति के मामले में दो इलेक्ट्रोड की आवश्यकता होगी लेकिन 3-चरण आपूर्ति के मामले में तीन इलेक्ट्रोड होंगे।
• जब आवेश छोटे टुकड़ों के रूप में होता है, तो सीधे लघु परिपथ से बचने के लिए आवेश की सतह पर उच्च प्रतिरोधकता सामग्री का पाउडर छिड़का जाता है।
• इसमें से विद्युत धारा प्रवाहित होने पर ऊष्मा उत्पन्न होती है।
• तापन की इस विधि में उच्च दक्षता है क्योंकि आवेश में ही ऊष्मा उत्पन्न होती है।

अप्रत्यक्ष आर्क भट्टी में आर्क दो इलेक्ट्रॉड के बीच निर्मित होता है और उत्पादित ताप विकिरण द्वारा आवेश में प्रसारित होती है।