Quando a corrente passa, quase todos os condutores podem gerar calor. No entanto, nem todos os condutores são adequados para elementos de aquecimento. É necessária a combinação certa de propriedades elétricas, mecânicas e químicas. A seguir estão algumas das características que são importantes para o projeto do elemento de aquecimento.
Resistividade: Para gerar calor, o elemento de aquecimento deve ter resistência suficiente. No entanto, a resistência não pode ser alta o suficiente para se tornar um isolante. A resistência é igual à resistividade multiplicada pelo comprimento do condutor dividido pela seção transversal do condutor. Para uma determinada seção transversal, a fim de obter um condutor mais curto, é utilizado um material com alta resistividade.
Elemento de aquecimento Resistência, comprimento, função da seção transversal da relação
Resistência à oxidação: O calor geralmente acelera a oxidação de metais e cerâmicas. A oxidação consome o elemento de aquecimento, reduzindo sua capacidade ou danificando sua estrutura. Isso limita a vida útil do elemento de aquecimento. Para elementos de aquecimento de metal, as ligas são formadas com óxidos, que ajudam a resistir à oxidação formando uma camada de passivação. Para elementos de aquecimento cerâmicos, a escala anti-oxidação protetora de SiO2 ou Al2O3 é a mais comum. Tipos de elementos de aquecimento que não são adequados para uso em ambientes oxidantes, como grafite, são mais comumente usados em fornos a vácuo ou fornos contendo gases de atmosfera não oxidantes, como H2, N2, Ar ou He, onde não há ar na câmara de aquecimento.
Coeficiente de resistência de temperatura: Observe que a resistividade do material muda com a temperatura. Na maioria dos condutores, a resistência aumenta à medida que a temperatura aumenta. Este fenômeno afeta alguns materiais de forma mais pronunciada do que outros. O coeficiente de resistência de alta temperatura é usado principalmente em aplicações térmicas. Para febre, geralmente é preferível usar um valor menor. Embora as mudanças na resistência possam ser previstas com precisão em alguns casos, um aumento acentuado na resistência é necessário para fornecer mais potência. Para adaptar o sistema à mudança de resistividade, sistemas de controle ou feedback são empregados.
