Нагрівальний елемент - це матеріал або пристрій, який перетворює електричну енергію безпосередньо в теплову або теплову енергію за принципом, який називається джоулевим нагріванням. Джоулеве нагрівання - це явище, при якому провідник виділяє тепло внаслідок протікання електричного струму. Коли електричний струм протікає через матеріал, електрони або інші носії заряду стикаються з іонами або атомами провідника, створюючи тертя в атомному масштабі. Потім це тертя проявляється як тепло. Перший закон Джоуля (закон Джоуля-Ленца) використовується для опису тепла, яке виділяється електричним струмом у провіднику. Це виражається як
P=IV або P=I²R
Згідно з цими рівняннями, виділене тепло залежить від сили струму, напруги або опору матеріалу провідника. У конструкції всього нагрівального елемента опір є важливим фактором.
Силіконовий гумовий нагрівач, силіконовий масляний барабан, нагрівальний пояс
Силіконовий гумовий нагрівач, силіконовий масляний барабан, нагрівальний пояс
Джоулев нагрів очевидний у всіх провідних матеріалах різної інтенсивності, за винятком спеціального матеріалу, який називається надпровідником. Загалом, для провідних матеріалів виділяється менше тепла, оскільки носії заряду легко протікають; Для матеріалів з високим опором виділяється більше тепла. З іншого боку, надпровідники пропускають струм без виділення тепла. Загалом тепло від провідника класифікується як втрата енергії. Електрична енергія, яка використовується для приводу силового обладнання, генерує непотрібне тепло у вигляді втрат при передачі й, зрештою, не виробляє жодної корисної роботи.
