主题：【第六届原创】说说‘电热元件’

说说‘电热元件’

实验室是我们工作的场所，试验仪器就是我们战斗的‘武器’，实验室的很多仪器都是需要用电来工作的，其中有一部分仪器是需要电热元件把电能转换成热能来进行工作的，这类电热元件种类繁多，形状大小不一，使用的范围也不同，所以很多实验室都有属于‘加热元件’的仪器，但由于行业的不同，所用‘加热元件’的类型、功率、形态也不相同，我们实验室主要用到的就是烘箱，电炉等等

电热元件是实现电能向热能转化的一类元件，各种的电热设备都要使用电热元件来发热。电热元件从问世的那一天起，就在人们的生产生活中担任着重要的角色。今天，我们来看看电热元件的种类与优缺点。

1、电热丝

电热丝是最为常见的一种发热元件，其作用是在通电后发热，将电能转化为热能。电热丝的应用范围很广，多种常用电热设备都会采用电热丝作为发热元件，电热丝是最早出现的一种电热元件，它是以电热为基本工作原理来实现能量转化的。电热丝虽然为传统电热元件，但至今尚未被替代，现在电热丝依然在各个领域，特别是工业生产及实验室被广泛使用。

电热丝的工作原理与其他金属发热元件相同，都是金属通电后的电热现象。电热就是指电流在通过导体后，电流会产生一定的热量并被导体传递出来。电热丝本身就是金属导体，在通电后即会散发出热量、提供热能。

电热丝在近年来多采用铁铬铝合金和镍铬合金，铁铬铝合金的最高温度已经达到了1400℃。电热丝的基础上，近些年发展出了电热棒、电热盘、电热片等电热元件，但它们的本质依然是电热丝，其原理也脱离不了电热。

电热丝的优点是加热温度和耐热温度高，技术成熟、易于制造且方便配套应用于各种电热设备。电热丝的缺点是它的能量转换率较低，发热过程中伴随着发光过程，因此电能转换率只能达到60%到70%。

2、PTC电热元件

PTC的全称是Positive Temperature Coefficient，也就是热敏电阻，它是将导电材料经过复合烧结而成的一种电热元件。PTC电热元件是继电热丝之后出现的一种电热元件，受限于居里温度的限制，只能在350℃以下的加热中使用，应用于各种小功率低温电热设备。

PTC电热元件的优点是加热时无明火，加热效率可达70%。PTC电热元件的缺点是抗震性能差、不能随意切割使用，特别是PTC电热元件受居里温度的限制，不能用于350℃以上的加热，因此PTC电热元件在实际生产生活中的应用只能局限在低温加热领域。

3、电热膜

电热膜是近年来新兴的一种电热元件，它是吸取了PTC和导电涂料两种电热元件的特点制造而成的。电热膜目前主要应用在室内取暖和环境温度保持等方面，如建筑物取暖、育雏室保温等。

电热膜的优点是无明火加热、面状加热、热阻少、导热快、使用寿命长，且易于切割和分离，特别是电热膜的电能转换效率高达90%、热能损失小。

电热膜的缺点是升温速度慢、加热温度尚不能达到较高数值，停电后热量消散速度快

电热膜为半透明的膜状聚酯，是一种新兴的电热设备。电热膜本身即为发热体，在通电以后可以将热量以辐射的形式散入周围空间，能实现良好的均匀散热效果。电热膜目前主要应用在室内采暖方面，其效果优于传统的供暖方式。

4.电热板

电热板是电热设备的一种，它是以电热合金丝作为发热材料，以云母软板等材质作为绝缘材料，外层覆盖有不锈钢等材质的导热板。电热板属于最常见的电热设备之一，如电热水瓶就是一种应用的电热板典型例子。

电热板的发热材料为电热合金丝，它的工作原理非常简单，就是基本的电热效应。电热板工作时，电流通过电热合金丝，电热合金丝就会发热，将电能转换为热能，并传导给外层的壳体。电热板设计有绝缘材料，保证电热合金丝工作时的电流不会使用者造成安全隐患。

电热板多为扁薄的板状设计，结构简单散热均匀，易于安装和使用。电热板采用不锈钢、陶瓷等材质作为外层壳体，电电热合金丝被封闭于电热板的内部，因此为封闭式加热，加热时无明火、无异味，安全性较好，适用于各种工作环境。

电热板目前并没有明确的分类，在市场上常见的电热板有不锈钢电热板、陶瓷电热板、硅橡胶电热板、碳晶电热板和碳纤维电热板等，其主要区别是在外层壳体材质不同或内层发热材料不同，如不锈钢电热板和陶瓷电热板属于外壳材质不同，其余的几种为发热材料不同。

电热板的优点众多，因此在生产生活中有很普遍的应用，从普通的地采暖、电热水瓶，到实验室的实验环境温度保持，都少不了电热板的使用。

5.电热管

电热管是用于将电能向热能转换的电热元件，它既可以单独使用也可以作为电热元件应用于各种电热设备。电热管在单独使用时要注意其工作的条件及一些操作事项，以保证电热管的使用安全和加热效果。

电热管对工作环境的温度没有特殊要求，但环境中空气的湿度不能大于95%，且不能存在易燃易爆或腐蚀性的气体。电热管外接的工作电压不能超过额定电压的1.1倍，在电热管运行前必须确保外壳有效接地，以避免电气事故发生。

电热管的存放位置必须保持干燥和适当的绝缘电阻，如果使用时发现电热管的存放环境绝缘电阻过小，可以低电压通电予以恢复后再行使用。电热管在使用前应有适当固定，接线的部分要放在保温层的外面，并避免接触腐蚀性、爆炸性介质和水。

电热管在用于液体或金属固体加热时，要注意必须将电热管完全置入被加热物体内，不允许出现电热管空烧的情况。电热管使用后如果外层金属管壳上结有水垢或碳时，要对其进行及时的清除，以避免对电热管的散热性能和使用寿命造成影响。

电热管用于加热易融化金属或固态的硝盐、石蜡、沥青等物质时，要先对加热物质进行熔化，这时可以降低电热管的外接电压，当熔化完成后再恢复为额定电压。另外，电热管加热硝盐等容易发生爆炸事故的物质时，要充分考虑安全措施。

电热管用于空气加热时，要注意电热管的均匀排列，这样做的好处是保证电热管有比较充分和均匀的散热空间，并尽可能的保证了空气的流动性，提高电热管的加热效率。

电热管内部的间隙内填充有氧化镁砂，在电热管出线端的氧化镁砂容易因为杂质和水分的渗入而受到污染，因此要在操作时注意电热管出线端的状态，避免因此造成的漏电事故。