Um elemento de aquecimento deve possuir várias propriedades essenciais para funcionar eficazmente, incluindo uma elevada resistividade, um elevado ponto de fusão, um baixo coeficiente de temperatura e resistência à oxidação. Os materiais comuns utilizados para elementos de aquecimento incluem ligas de níquel e crómio e ligas de níquel, crómio e ferro. A seleção de um elemento de aquecimento depende da potência térmica pretendida e das condições específicas de utilização, como a temperatura e o ambiente.
Resistividade elevada:
Um material com elevada resistência específica é essencial para um elemento de aquecimento porque permite a geração de calor significativo com uma pequena quantidade de material. Esta propriedade garante que um pequeno comprimento de fio pode produzir a quantidade necessária de calor, tornando o elemento de aquecimento eficiente e compacto.Ponto de fusão elevado:
O material utilizado num elemento de aquecimento deve ter um ponto de fusão elevado para suportar temperaturas elevadas sem derreter. Isto é crucial para aplicações em que o elemento de aquecimento tem de atingir e manter temperaturas elevadas, garantindo durabilidade e segurança.
Coeficiente de temperatura baixo:
Um coeficiente de temperatura baixo significa que a resistência do material não varia significativamente com as alterações de temperatura. Isto é importante porque, se a resistência variar com a temperatura, a corrente de arranque pode ser demasiado elevada, danificando potencialmente o elemento ou causando problemas de segurança.Resistência à oxidação:
O material deve ser capaz de suportar temperaturas elevadas sem oxidar. A oxidação pode enfraquecer o material e levar a substituições frequentes, o que é ineficiente e dispendioso. Materiais como as ligas de níquel-crómio (nicrómio) são particularmente bons a resistir à oxidação, o que os torna adequados para aplicações a altas temperaturas.
Seleção de materiais:
A escolha do material para um elemento de aquecimento depende dos requisitos específicos da aplicação, incluindo a temperatura máxima e o ambiente em que o elemento irá funcionar. Por exemplo, as ligas Ni-Cr são adequadas para temperaturas até 1.150°C, enquanto as ligas Ni-Cr-Fe são recomendadas para utilização até 950°C. A adição de ferro à liga reduz a temperatura em que ocorre a oxidação, mas também diminui o custo.Área da secção transversal:
A área da secção transversal do material do elemento de aquecimento também desempenha um papel importante no seu desempenho. Uma secção transversal maior reduz a resistência, permitindo a passagem de mais corrente e aumentando a produção de calor. Isto é particularmente importante em aplicações que requerem uma elevada produção de calor, onde são utilizados elementos mais espessos.
