Un élément chauffant doit posséder plusieurs propriétés essentielles pour fonctionner efficacement, notamment une résistivité élevée, un point de fusion élevé, un faible coefficient de température et une résistance à l'oxydation. Les matériaux couramment utilisés pour les éléments chauffants sont les alliages de nickel et de chrome, et les alliages de nickel, de chrome et de fer. Le choix d'un élément chauffant dépend de la puissance thermique souhaitée et des conditions spécifiques d'utilisation, telles que la température et l'environnement.
Haute résistivité :
Un matériau présentant une résistance spécifique élevée est essentiel pour un élément chauffant, car il permet de générer une chaleur importante avec une petite quantité de matériau. Cette propriété garantit qu'une courte longueur de fil peut produire la quantité de chaleur nécessaire, ce qui rend l'élément chauffant efficace et compact.Point de fusion élevé :
Le matériau utilisé pour un élément chauffant doit avoir un point de fusion élevé pour supporter des températures élevées sans fondre. Cette caractéristique est essentielle pour les applications dans lesquelles l'élément chauffant doit atteindre et maintenir des températures élevées, ce qui garantit la durabilité et la sécurité.
Faible coefficient de température :
Un faible coefficient de température signifie que la résistance du matériau ne varie pas de manière significative en fonction des changements de température. C'est important car si la résistance varie avec la température, le courant de démarrage pourrait être trop élevé, ce qui risquerait d'endommager l'élément ou de poser des problèmes de sécurité.Résistance à l'oxydation :
Le matériau doit pouvoir résister à des températures élevées sans s'oxyder. L'oxydation peut affaiblir le matériau et entraîner des remplacements fréquents, ce qui est inefficace et coûteux. Les matériaux tels que les alliages nickel-chrome (Nichrome) résistent particulièrement bien à l'oxydation, ce qui les rend adaptés aux applications à haute température.
Sélection des matériaux :
Le choix du matériau d'un élément chauffant dépend des exigences spécifiques de l'application, notamment de la température maximale et de l'environnement dans lequel l'élément fonctionnera. Par exemple, les alliages Ni-Cr conviennent pour des températures allant jusqu'à 1150°C, tandis que les alliages Ni-Cr-Fe sont recommandés pour des températures allant jusqu'à 950°C. L'ajout de fer à l'alliage réduit la température à laquelle l'oxydation se produit, mais diminue également le coût.Surface transversale :
La section transversale du matériau de l'élément chauffant joue également un rôle dans ses performances. Une section plus grande réduit la résistance, ce qui permet au courant de circuler davantage et d'augmenter la puissance calorifique. Cet aspect est particulièrement important dans les applications exigeant un rendement thermique élevé, pour lesquelles des éléments plus épais sont utilisés.
