يجب أن يمتلك عنصر التسخين العديد من الخصائص الرئيسية ليعمل بفعالية، بما في ذلك المقاومة العالية، ونقطة انصهار عالية، ومعامل درجة حرارة منخفضة، ومقاومة الأكسدة. تشمل المواد الشائعة المستخدمة لعناصر التسخين سبائك النيكل والكروم وسبائك النيكل والكروم والحديد. يعتمد اختيار عنصر التسخين على ناتج الحرارة المطلوب وظروف الاستخدام المحددة، مثل درجة الحرارة والبيئة.
مقاومة عالية:
تعتبر المادة ذات المقاومة النوعية العالية ضرورية لعنصر التسخين لأنها تسمح بتوليد حرارة كبيرة بكمية صغيرة من المادة. تضمن هذه الخاصية أن طول قصير من السلك يمكن أن ينتج الكمية المطلوبة من الحرارة، مما يجعل عنصر التسخين فعالاً ومضغوطاً.نقطة انصهار عالية:
يجب أن تكون المادة المستخدمة لعنصر التسخين ذات نقطة انصهار عالية لتتحمل درجات الحرارة العالية دون أن تذوب. وهذا أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي يحتاج فيها عنصر التسخين إلى الوصول إلى درجات حرارة عالية والحفاظ عليها، مما يضمن المتانة والسلامة.
معامل درجة حرارة منخفضة:
يعني معامل درجة الحرارة المنخفضة أن مقاومة المادة لا تختلف بشكل كبير مع التغيرات في درجة الحرارة. هذا أمر مهم لأنه إذا تغيرت المقاومة مع درجة الحرارة، فقد يكون تيار البدء مرتفعًا جدًا، مما قد يؤدي إلى إتلاف العنصر أو التسبب في مشاكل تتعلق بالسلامة.مقاومة الأكسدة:
يجب أن تكون المادة قادرة على تحمل درجات الحرارة العالية دون أن تتأكسد. يمكن للأكسدة أن تضعف المادة وتؤدي إلى الاستبدال المتكرر، وهو أمر غير فعال ومكلف. تعتبر المواد مثل سبائك النيكل والكروم (نيتشروم) جيدة بشكل خاص في مقاومة الأكسدة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية.
اختيار المواد:
يعتمد اختيار مادة عنصر التسخين على المتطلبات المحددة للتطبيق، بما في ذلك درجة الحرارة القصوى والبيئة التي سيعمل فيها العنصر. على سبيل المثال، سبائك Ni-Cr مناسبة لدرجات حرارة تصل إلى 1150 درجة مئوية، بينما يوصى باستخدام سبائك Ni-Cr-Fe حتى 950 درجة مئوية. تقلل إضافة الحديد إلى السبيكة من درجة الحرارة التي تحدث فيها الأكسدة ولكنها تقلل أيضًا من التكلفة.مساحة المقطع العرضي:
تلعب مساحة المقطع العرضي لمادة عنصر التسخين أيضًا دورًا في أدائها. حيث يقلل المقطع العرضي الأكبر من المقاومة، مما يسمح بتدفق المزيد من التيار ويزيد من ناتج الحرارة. هذا مهم بشكل خاص في التطبيقات التي تتطلب ناتج حراري مرتفع، حيث يتم استخدام عناصر أكثر سمكًا.
