Amikor az áram áthalad, szinte minden vezető képes hőt termelni. Azonban nem minden vezeték alkalmas fűtőelemekhez. Az elektromos, mechanikai és kémiai tulajdonságok megfelelő kombinációja szükséges. Az alábbiakban felsorolunk néhány olyan jellemzőt, amelyek fontosak a fűtőelemek tervezése szempontjából.
Ellenállás: A hőtermeléshez a fűtőelemnek megfelelő ellenállással kell rendelkeznie. Az ellenállás azonban nem lehet elég nagy ahhoz, hogy szigetelővé váljon. Az ellenállás egyenlő az ellenállás szorozva a vezeték hosszával osztva a vezeték keresztmetszetével. Adott keresztmetszethez a rövidebb vezető elérése érdekében nagy ellenállású anyagot használnak.
Fűtőelem Ellenállás, hossz, kapcsolat keresztmetszeti függvénye
Oxidációállóság: A hő általában felgyorsítja a fémek és kerámiák oxidációját. Az oxidáció felemészti a fűtőelemet, csökkenti a kapacitását vagy károsítja a szerkezetét. Ez korlátozza a fűtőelem élettartamát. A fém fűtőelemekhez az ötvözetek oxidokkal készülnek, amelyek passzivációs réteg kialakításával segítenek ellenállni az oxidációnak. A kerámia fűtőelemeknél a SiO2 vagy Al2O3 védő antioxidáció a legelterjedtebb. Az olyan típusú fűtőelemeket, amelyek nem alkalmasak oxidáló környezetben való használatra, mint például a grafit, leggyakrabban vákuumkemencékben használják, vagy olyan kemencékben, amelyek nem oxidáló légköri gázokat tartalmaznak, például H2, N2, Ar vagy He, ahol nincs levegő. a fűtőkamrában.
Hőmérsékleti ellenállási együttható: Vegye figyelembe, hogy az anyag ellenállása a hőmérséklettel változik. A legtöbb vezetékben az ellenállás a hőmérséklet emelkedésével nő. Ez a jelenség bizonyos anyagokat erősebben érint, mint másokat. A magas hőmérsékleti ellenállási együtthatót főként termikus alkalmazásokban használják. Láz esetén általában célszerű alacsonyabb értéket használni. Bár az ellenállás változásai bizonyos esetekben pontosan megjósolhatók, az ellenállás meredek növelése szükséges a nagyobb teljesítmény biztosításához. A rendszernek a változó ellenálláshoz való igazításához vezérlő vagy visszacsatoló rendszereket alkalmaznak.
