Un elemento calefactor es un material o dispositivo que convierte la energía eléctrica directamente en calor o energía térmica a través de un principio llamado calentamiento por julios. El calentamiento Joule es un fenómeno en el que un conductor genera calor debido al flujo de corriente eléctrica. Cuando una corriente eléctrica fluye a través del material, los electrones u otros portadores de carga chocan con los iones o átomos del conductor, creando fricción a escala atómica. Esta fricción luego se manifiesta como calor. La primera ley de Joule (ley de Joule-Lenz) se utiliza para describir el calor generado por una corriente eléctrica en un conductor. Esto se expresa como,
P=IV o P=I²R
Según estas ecuaciones, el calor generado depende de la corriente, el voltaje o la resistencia del material conductor. En el diseño de todo el elemento calefactor, la resistencia es un factor importante.
Calentador de goma de silicona correa de calentamiento de tambor de aceite de silicona
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El calentamiento Joule es evidente en todos los materiales conductores de intensidad variable, excepto en un material especial llamado superconductor. En general, para los materiales conductores, se genera menos calor porque los portadores de carga fluyen fácilmente; Para materiales con alta resistencia, se generará más calor. Los superconductores, por otro lado, permiten que la corriente fluya sin generar calor. En general, el calor de un conductor se clasifica como pérdida de energía. La energía eléctrica utilizada para impulsar los equipos de potencia genera calor innecesario en forma de pérdidas de transmisión y, en última instancia, no produce ningún trabajo útil.
