Un element de încălzire este un material sau un dispozitiv care transformă energia electrică direct în căldură sau energie termică printr-un principiu numit încălzire joule. Încălzirea Joule este un fenomen în care un conductor generează căldură datorită fluxului de curent electric. Când un curent electric trece prin material, electronii sau alți purtători de sarcină se ciocnesc cu ionii sau atomii conductorului, creând frecare la scară atomică. Această frecare se manifestă apoi ca căldură. Prima lege a lui Joule (legea Joule-Lenz) este folosită pentru a descrie căldura generată de un curent electric într-un conductor. Aceasta este exprimată ca,
P=IV sau P=I²R
Conform acestor ecuații, căldura generată depinde de curentul, tensiunea sau rezistența materialului conductor. În proiectarea întregului element de încălzire, rezistența este un factor important.
Încălzitor din cauciuc siliconic curea de încălzire a tamburului de ulei de silicon
Încălzitor din cauciuc siliconic curea de încălzire a tamburului de ulei de silicon
Încălzirea Joule este evidentă în toate materialele conductoare de intensitate diferită, cu excepția unui material special numit supraconductor. În general, pentru materialele conductoare, se generează mai puțină căldură, deoarece purtătorii de sarcină trec ușor; Pentru materialele cu rezistență mare se va genera mai multă căldură. Supraconductorii, pe de altă parte, permit curentului să circule fără a genera căldură. În general, căldura de la un conductor este clasificată ca pierdere de energie. Energia electrică folosită pentru a conduce echipamentele de putere generează căldură inutilă sub formă de pierderi de transmisie și în cele din urmă nu produce nicio muncă utilă.
