Kada struja prolazi, gotovo svi vodiči mogu stvarati toplinu. Međutim, nisu svi vodiči prikladni za grijaće elemente. Potrebna je prava kombinacija električnih, mehaničkih i kemijskih svojstava. Slijede neke od značajki koje su važne za dizajn grijaćeg elementa.
Otpornost: Za stvaranje topline, grijaći element mora imati dovoljan otpor. Međutim, otpor ne može biti dovoljno visok da postane izolator. Otpor je jednak otporu pomnoženom s duljinom vodiča podijeljenom s presjekom vodiča. Za određeni poprečni presjek, kako bi se dobio kraći vodič, koristi se materijal s visokim otporom.
Grijaći element Otpor, duljina, presječna funkcija odnosa
Otpornost na oksidaciju: Toplina obično ubrzava oksidaciju metala i keramike. Oksidacija troši grijaći element, smanjujući njegov kapacitet ili oštećujući njegovu strukturu. To ograničava vijek trajanja grijaćeg elementa. Za metalne grijaće elemente, legure se formiraju s oksidima, koji pomažu u otpornosti na oksidaciju stvaranjem pasivizirajućeg sloja. Za keramičke grijaće elemente najčešća je zaštitna antioksidacijska skala od SiO2 ili Al2O3. Vrste grijaćih elemenata koji nisu prikladni za upotrebu u oksidirajućim sredinama, kao što je grafit, najčešće se koriste u vakuumskim pećima ili pećima koje sadrže neoksidirajuće atmosferske plinove kao što su H2, N2, Ar ili He, gdje nema zraka u komori za grijanje.
Temperaturni koeficijent otpora: Imajte na umu da se otpornost materijala mijenja s temperaturom. U većini vodiča otpor raste s porastom temperature. Ovaj fenomen pogađa neke materijale izraženije nego druge. Visokotemperaturni koeficijent otpora uglavnom se koristi u toplinskim primjenama. Za vrućicu je obično poželjno koristiti nižu vrijednost. Iako se promjene otpora u nekim slučajevima mogu točno predvidjeti, potrebno je naglo povećanje otpora da bi se osigurala veća snaga. Kako bi se sustav prilagodio promjeni otpora, koriste se sustavi upravljanja ili povratne sprege.
