発熱体とは
写真。 セラミッククッキングヒーターの内部に隠されている発熱体。 青い点から始まり、赤い点に達するまで迷路状にカーブしている1本の連続したエレメントです。 鍋の下に正確に熱を集中させる必要があり、そのためにはこれが最も効果的な方法です。
一般的な発熱体は通常、コイル、リボン（直線または波状）、帯状のワイヤで、ランプのフィラメントのような熱を発します。
材料
発熱体は通常、ニッケルベースまたは鉄ベースのいずれかです。ニッケル系のものは通常ニクロムで、ニッケル約80％とクロム約20％の合金（金属と他の化学元素の混合物）です（他の組成のニクロムもありますが、80-20の混合物が最も一般的です）。 ニクロムは融点が高い（約1400℃、2550°F）、高温でも酸化しない、加熱しても膨張しない、抵抗値が適度（低すぎず高すぎず、適度に一定）（室温と最高使用温度の間で10％程度しか上昇しない）など、発熱体として最も人気のある材料である理由はさまざまである。
給湯器では、ニクロム素子をステンレスやスズメッキ銅、インコロイ®（鉄・ニッケル・クロムの超合金で、さびない・長持ち・硬水域でも使える）などで外装しています。 シースは、酸化マグネシウムという熱伝導率は高いが電気伝導率が低い珍しい素材で発熱体から絶縁されているため、ニクロムから熱は出るが電気は流れない。 ニクロムをそのまま使うこともあれば、セラミック材料に埋め込んで丈夫にすることもあります（セラミックは高温に強く、加熱や冷却が多くても平気です）。 発熱体のサイズと形状は、主にそれが熱を生成する必要がある内部とareaoverに収まるように持っている家電製品のthedimensionsによって支配されています。 彼らは髪を巻き付けることができる細いtubearound上に熱を生成する必要があるため、髪をカールトングは、短い、coilede要素を持っています。 ラジエーターは、部屋の広い範囲に熱を放射する必要があるため、素子が長くなっています。 電気ストーブは、鍋やフライパンを加熱するのに適したサイズのコイル状の発熱体を備えています（多くの場合、ストーブの発熱体は金属、ガラス、またはセラミックのプレートで覆われているので、掃除がしやすくなっています）
写真。 2種類の発熱体。 1)アトースター内部のニクロムリボンが光っている。 2)このケトルの底にコイル状の電気エレメントがあるのがよくわかると思います。 普段は熱くならないので、トースターの電線のように赤熱することはありません。 しかし、水が入っていない状態でケトルのスイッチを入れてしまうと（私は一度やってしまいました）、ケトルのエレメントが赤熱してしまう可能性があることがおわかりいただけると思います。
電化製品の中には、発熱体が非常によく見えるものがあります。電気トースターでは、壁に組み込まれたニクロムのリボンが赤く光るので、簡単に見つけることができます。 電気ラヂエーターは赤く光る棒状のもの（線状の発熱体がコイル状に巻かれ、輻射熱を放出する）、電気コンベクターヒーターは同心円状の発熱体が電動ファンの前に置かれている（対流で熱を素早く運ぶ）。 電気ケトルは、水の沸点（100℃または212°F）以上で動作させる必要がないため、その好例です。 また、安全上の理由から、発熱体が完全に隠されている家電製品もあります。
Designing heating elements
写真:Designing heating elements
Designing heating elements
写真:Designing heating elements
Designing heating elements
Designing heating elements
Photo: 発熱体の設計の最初のステップは、それがどのように使用されるかを正確に理解することです。 この古いVWキャンピングカーのリアウィンドウのヒーターは、基本的に強化ガラスに接着されたリボン型発熱体です。 設計上の考慮点は、運転手の視界を妨げないこと、ガラスに恒久的に密着すること、加熱時にガラスを損傷しないこと、霜や雪を比較的早く溶かすのに十分なパワーがあること、車両のバッテリー（または電力供給）から電源を供給できること、などです。 このテーマに関する優れた著書（下記の参考文献を参照）の中で、Thor Hegbom は、電圧や電流、発熱体の長さや直径、材料の種類、動作温度など、一般的な発熱体の性能に影響を与えるおよそ 20～30 の異なる要因を挙げています。 また、発熱体の種類によっても考慮しなければならない要素があります。 例えば、丸線のコイル状素子の場合、線径とコイルの形状（直径、長さ、ピッチ、伸びなど）が性能に大きく影響する。 リボンの場合は、リボンの厚さや幅、表面積、重さなどを考慮する必要がある＜5616＞＜3491＞＜3473＞＜5616＞ アートワーク 発熱体はどこでどのように使用されるのか。 それが、どんなエレメントが必要かを考えるときの第一のポイントです。 ここでは、さらに日常的な例を4つ挙げ、それぞれの写真でエレメントを赤色に着色しています。 左上から時計回りに、1A) 単純なコイル状エレメント、1B) セラミックストーブのプレート（緑）の中の2つのコイル、1C) 部屋に熱を「ビーム」する反射板（青）のある基本的なスペースヒーターの中の2つのコイル、1D) ファン（黄色）のあるヘアドライヤーの中のリボンエレメントは、前方に熱を放出するためのものです。 米国特許5,641,421のアートワーク。 Vladimir Manov 他による Amorphous metallic alloy electrical heater systems、米国特許商標庁提供）
また、発熱体は単独では機能しないため、これは物語の一部に過ぎません。 例えば、エレメントを機器内部でどのように絶縁体で支えるか？ 例えば、はんだごて、ペンの大きさ、大型コンベクターヒーターに必要なさまざまな種類の発熱体を考えてみてください)。 もし、素子を支持する絶縁体の間に “垂らす “としたら、素子が高温になるにつれてどうなるでしょうか？ 垂れ下がりすぎて問題にならないか？ それを防ぐために絶縁体を増やしたり、材料や素子の寸法を変える必要があるのでしょうか？ 電気火災のように複数の発熱体が近接しているものを設計する場合、それらを個別に使用したり組み合わせたりするとどうなるでしょうか？ コンベクターヒーターやヘアドライヤーなど、空気を通過させる発熱体を設計する場合、発熱体の過熱や寿命の大幅な短縮を防ぐのに十分な風量を発生させることができるでしょうか？ 効果的で、経済的で、耐久性があり、安全な製品を作るには、これらすべての要素を互いにバランスさせなければなりません。