加熱元件通過焦耳加熱的原理將電能直接轉換為熱能。
當電流流過材料時，電子或其他電荷載流子與導體的離子或原子發生碰撞，從而在原子尺度上產生摩擦，這種摩擦隨后表現為熱量。

焦耳定律（Joule-Lenz law）描述了導體中電流產生的熱量，產生的熱量取決于電流、電壓或導體材料的電阻。

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根據電熱元件的工作原理和結構特點，可以將其分為以下幾類：
電熱絲：電熱絲是最早出現的電熱元件，由電阻率較高的金屬材料制成，如鎳鉻合金和鐵鉻鋁合金，電熱絲具有快速升溫、高溫度穩定性等優點，但需要注意其高溫下的強度和抗氧化性能。
電熱管：電熱管是一種利用金屬導線產生高溫氣體放電來實現加熱的電熱元件，它具有快速升溫、高溫度穩定性等特點，廣泛應用于暖風設備、水族箱等領域。
片式電熱元件：片式電熱元件將電熱合金附著在絕緣基板上制成，具有快速升溫、均勻加熱等特點，在醫療、電子等領域得到了廣泛應用。
碳化硅材料：利用碳化硅晶體產生高溫氧化物反應進行加熱的電熱元件，具有高溫穩定性好、耐腐蝕等特點，在航空航天、核工業等領域得到了廣泛應用。