Quan passa corrent, gairebé tots els conductors poden generar calor. Tanmateix, no tots els conductors són adequats per a elements de calefacció. Es requereix la combinació adequada de propietats elèctriques, mecàniques i químiques. Les següents són algunes de les característiques que són importants per al disseny de l'element de calefacció.
Resistivitat: Per generar calor, l'element calefactor ha de tenir una resistència suficient. Tanmateix, la resistència no pot ser prou alta com per convertir-se en un aïllant. La resistència és igual a la resistivitat multiplicada per la longitud del conductor dividida per la secció transversal del conductor. Per a una determinada secció, per obtenir un conductor més curt, s'utilitza un material amb alta resistivitat.
Element calefactor Resistència, longitud, funció de secció transversal de relació
Resistència a l'oxidació: la calor sol accelerar l'oxidació de metalls i ceràmiques. L'oxidació consumeix l'element calefactor, reduint-ne la capacitat o danyant-ne l'estructura. Això limita la vida útil de l'element de calefacció. Per als elements de calefacció metàl·lics, els aliatges es formen amb òxids, que ajuden a resistir l'oxidació formant una capa de passivació. Per als elements de calefacció ceràmics, l'escala protectora anti-oxidació de SiO2 o Al2O3 és la més comuna. Els tipus d'elements de calefacció que no són adequats per al seu ús en ambients oxidants, com el grafit, s'utilitzen més habitualment en forns de buit, o forns que contenen gasos d'atmosfera no oxidants com H2, N2, Ar o He, on no hi ha aire. a la cambra de calefacció.
Coeficient de resistència de temperatura: Tingueu en compte que la resistivitat del material canvia amb la temperatura. En la majoria dels conductors, la resistència augmenta a mesura que augmenta la temperatura. Aquest fenomen afecta alguns materials més pronunciat que altres. El coeficient de resistència a alta temperatura s'utilitza principalment en aplicacions tèrmiques. Per a la febre, normalment és preferible utilitzar un valor més baix. Encara que els canvis de resistència es poden predir amb precisió en alguns casos, es requereix un fort augment de la resistència per proporcionar més potència. Per adaptar el sistema a la resistivitat canviant, s'utilitzen sistemes de control o retroalimentació.
