المنت حلقه‌ای یا کل مجموعه المنت‌ها، یک عنصر گرمایشی هستند که انرژی الکتریکی را به گرما تبدیل می‌کنند. جریان الکتریکی در طول گذر از المنت با مقاومت رو به رو شده و در نتیجه المنت گرم می‌گردد. به عبارتی دیگر، المنت در اصل یک سیم یا ورقه مقاومتی است که جریانی از آن عبور کرده و تلفات مقاومت باعث داغ شدن آن می‌شود، این همان پدیده‌ای است که حرارت یا گرمای مورد نیاز شما را تامین می‌کند. المنت حلقه‌ای در بسیاری از کاربردها استفاده می‌شود. این المنت‌ها را می‌توان برای صفحات گرمایشی، قالب‌های پرس، دستگاه‌های ذوب چسب و موم، دستگاه‌های بسته بندی پرسرعت، کتری‌ها، دستگاه‌های قهوه ساز و ذوب فلزات نرم استفاده کرد. برخلاف اثر پلتیه، این فرآیند مستقل از جهت جریان است و مهم نیست که در آن کدام سیم یا صفحه به کدام ترمینال منبع وصل شود. برق می‌تواند در هر جهت جریان یابد.
جنس المنت‌های حلقه‌ای
المنت حلقه‌ای از موادی ساخته شده‌اند که می‌توانند جریان بسیار داغ را بدون اکسید شدن یا خراب شدن سریع تحمل کنند. این مواد (مانند آلیاژ نیکل و کروم (نیکروم)) مقاومت بیشتری نسبت به کابل معمولی دارند که ما استفاده می‌کنیم. مس ماده خوبی برای استفاده در المنت حرارتی نیست.
اکثر سیم‌های المنت معمولاً از روبان یا نوار نیکروم 80/20 (80٪ نیکل، 20٪ کروم) ساخته می‌شوند. نیکروم 80/20 یک ماده ایده‌آل است، زیرا مقاومت نسبتاً بالایی دارد و هنگامی که برای اولین بار گرم می‌شود، یک لایه چسبنده از اکسید کروم تشکیل می‌دهد. مواد زیر این لایه، اکسید نمی‌شوند و با روی دادن این حالت از شکستن یا سوختن سیم المنت جلوگیری می‌شود. این نوع سیم همچنین مقاومت بسیار بالایی دارد، پس مقدار زیادی انرژی الکتریکی به مقدار زیادی انرژی گرمایی تبدیل می‌شود. نقطه ذوب بالایی دارد به طوری که می‌توان آن را تا حد داغ شدن به رنگ قرمز، بدون اینکه ذوب شود، استفاده کرد. سیم نیکروم نوع A دارای محدوده دمایی بیشینه تا 1150 درجه سانتیگراد یا 2100 درجه فارنهایت است. سیم نوع C دارای بیشینه محدوده دمایی تا 1000 درجه سانتیگراد یا 1850 درجه فارنهایت است. سیم المنت نیکروم ریچاردز یا نوع C ترکیبی از 60% نیکل، 16% کروم و تعادل 24% آهن است.
در حالت کلی مواد تشکیل دهنده المنت حلقه‌ای بسته به کاربرد آن متفاوت است. مثلا بخاری‌های غوطه‌وری اغلب به موادی نیاز دارند که در برابر شکست در دمای شدید بسیار مقاوم باشند و بدون تحلیل رفتن در برابر عوامل فرسایش، سالم بمانند. با در نظر گرفتن این شرایط، فولاد ضد زنگ یک انتخاب ایده آل برای گرم کردن آب و سایر مواد شیمیایی مشابه است. فولاد ضد زنگ، دارای ترکیب شیمیایی FeCrAl است. بزرگترین مزیت فولاد ضد زنگ در مقایسه با فولاد کربن معمولی، مقاومت زیاد آن در برابر اکسیداسیون است.
محاسبات برای انتخاب بهترین المنت
المنت‌ها بر اساس میزان مقاومت سیم، گرما تولید می‌کنند. با انتخاب قطر سیم مناسب، مواد سیم و طول سیم، می‌توان مقاومت R را تنظیم کرد تا بخاری برقی یا هر وسیله دیگر مقدار معینی آمپرI را در یک ولتاژ معین V بکشد R = V/I. برای محاسبه مقدار جریان در یک ولتاژ معین برای رسیدن به مقدار معینی از گرمای خروجیP بر حسب وات، شما گرمای خروجی هدف را بر ولتاژ تقسیم می کنید: I = P/V. به عنوان مثال، اگر به 30 وات گرما در ولتاژ 12 ولت نیاز دارید، بخاری شما باید 30 وات / 12 ولت = 2.5 A را بکشد تا این کار را انجام دهد. بنابراین المنت بخاری شما باید دارای مقاومت 4.8 Ω باشد.
مقاومت المنت حرارتی و در نتیجه جریان کشیده شده در یک ولتاژ معین، فقط به قطر سیم بستگی ندارد، بلکه به طول سیم، دمای سیم و مواد تشکیل دهنده سیم نیز بستگی دارد. این معادله طول L مورد نیاز یک سیم معین، برای ایجاد مقاومت R مشخص را نشان می‌دهد. L = D^2 * π * R / (ρ * 4) ، که در آن D قطر سیم، R مقاومت مورد نظر و ρ مقاومت ویژه ماده است. در این معادله می‌توان با جابجایی متغیرها مقاومت و یا هر پارامتر دیگر را پیدا کرد.
با استفاده از روابط بالا می‌توانید تخمین بزنید که چه نوع المنتی و با چه سایزی نیاز دارید و یک دید نسبی از کلیات کار داشته باشید.
