加熱片廣泛應(yīng)用于各種加熱設(shè)備中，其中的核心靠的就行加熱元件，那么加熱原件是什么？加熱原件有哪些屬性呢？這篇文章就來帶大家了解一下。有
一、什么是加熱元件？
加熱元件是通過稱為焦耳加熱的原理將電能直接轉(zhuǎn)換為熱或熱能的材料或裝置。焦耳熱是導(dǎo)體因電流流動而產(chǎn)生熱量的現(xiàn)象。當(dāng)電流流過材料時，電子或其他電荷載流子與導(dǎo)體的離子或原子發(fā)生碰撞，從而在原子尺度上產(chǎn)生摩擦。這種摩擦然后表現(xiàn)為熱量。焦耳第一定律（Joule-Lenz law）用于描述導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的熱量。這表示為，
P = IV 或 P = I²R
根據(jù)這些方程，產(chǎn)生的熱量取決于電流、電壓或?qū)w材料的電阻。在整個加熱元件的設(shè)計中，電阻是比較重要的因素。
焦耳熱在所有不同強度的導(dǎo)電材料中表現(xiàn)都很明顯，除了一種稱為超導(dǎo)體的特殊材料。通常，對于導(dǎo)電材料，由于電荷載流子很容易流過，因此產(chǎn)生的熱量較少；而對于電阻高的材料，會產(chǎn)生比較多的熱量。另一方面，超導(dǎo)體允許電流流動但不產(chǎn)生任何熱量。通常來說，來自導(dǎo)體的熱量被歸類為能量損失。用于驅(qū)動動力設(shè)備的電能會以輸送損耗的形式產(chǎn)生不必要的熱量，最終不會產(chǎn)生任何有用的功。
從某種意義上說，電加熱元件的效率幾乎為 100%，因為所有提供的能量都轉(zhuǎn)換為其預(yù)期形式。加熱元件不僅可以傳導(dǎo)熱量，還可以通過光和輻射傳遞能量。然而，這僅適用于部分理想電阻器。材料的固有電容和電感可以分別將電能轉(zhuǎn)換為電場和磁場，從而產(chǎn)生輕微的損耗?？紤]到整個加熱器系統(tǒng)，損失來自從過程流體或加熱器本身向外部環(huán)境散發(fā)的熱量。因此，系統(tǒng)必須隔離以利用所有產(chǎn)生的熱量。
二、加熱元件屬性
當(dāng)電流通過時，幾乎所有的導(dǎo)體都能產(chǎn)生熱量。然而，并非所有導(dǎo)體都適合制成加熱元件。電氣、機械和化學(xué)特性的正確組合是必需的。下面列舉的是對加熱元件設(shè)計很重要的特性。
電阻率：要產(chǎn)生熱量，加熱元件必須具有足夠的電阻。但是，電阻不能高到成為絕緣體。電阻等于電阻率乘以導(dǎo)體長度除以導(dǎo)體橫截面。對于給定的橫截面，為了獲得更短的導(dǎo)體，使用具有高電阻率的材料。
抗氧化性：熱量通常會加速金屬和陶瓷的氧化。氧化會消耗加熱元件，從而降低其容量或損害其結(jié)構(gòu)。這限制了加熱元件的壽命。對于金屬加熱元件，與氧化物形成合金，有助于通過形成鈍化層來抵抗氧化。對于陶瓷加熱元件，SiO2 或 Al2O3 的保護性抗氧化垢是最常見的。不適合在氧化環(huán)境中使用的加熱元件類型，如石墨，最常用于真空爐，或含有非氧化氣氛氣體（如 H2、N2、Ar 或 He）的爐子，其中加熱室中沒有空氣.
電阻溫度系數(shù)：注意材料的電阻率隨溫度變化。在大多數(shù)導(dǎo)體中，隨著溫度升高，電阻也會增加。這種現(xiàn)象對某些材料的影響比其他材料更顯著。較高的電阻溫度系數(shù)主要用于熱敏應(yīng)用。對于發(fā)熱，通常最好使用較低的值。盡管在某些情況下可以準(zhǔn)確預(yù)測電阻的變化，但需要電阻的急劇增加以提供更多功率。為了使系統(tǒng)適應(yīng)不斷變化的電阻率，采用了控制或反饋系統(tǒng)。
機械性能：剛性加熱元件在高溫下使用時會變形。隨著材料接近其熔融或再結(jié)晶階段，與室溫下的狀態(tài)相比，材料會更容易變?nèi)鹾妥冃巍Ｒ粋€好的加熱元件即使在高溫下也能保持其形狀。另一方面，延展性也是一種理想的機械性能，尤其是對于金屬加熱元件。延展性使材料能夠被拉成線并成型，而不會影響其拉伸強度。
熔點：除了氧化顯著增加的溫度外，材料的熔點也限制了其工作溫度。陶瓷通常比金屬加熱器具有更高的熔點。
