El calentamiento por resistencia es un proceso en el que se produce energía térmica al pasar una corriente eléctrica a través de un conductor diseñado específicamente. La resistencia que ofrece el conductor al paso de la corriente provoca una reacción en su interior a nivel atómico, produciendo energía y liberando calor. Esta reacción está sujeta a una relación científica conocida como la primera ley de Joule, que considera que la cantidad de calor generado por el proceso depende del equilibrio entre la resistencia del conductor y la magnitud de la corriente. El calentamiento por resistencia es una de las formas de generación de calor más comúnmente utilizadas y se encuentra en una amplia gama de aplicaciones domésticas e industriales. El calentamiento por resistencia es un producto de todos los circuitos donde la corriente eléctrica encuentra resistencia; aunque tiene muchos usos beneficiosos, puede dañar o destruir equipos eléctricos si no se controla.
Cualquiera que haya usado una tetera, una tostadora o un calentador de barra en una noche fría ha conocido el calentamiento por resistencia. Los efectos del calentamiento por resistencia fueron notados por primera vez a mediados del siglo XIX por James Prescott Joule y el fenómeno se convirtió rápidamente en la piedra angular de una de las formas de calentamiento más utilizadas de todos los tiempos. El principio básico de los calentadores de resistencia se centra en la reacción que se produce cuando el flujo de electrones de la corriente eléctrica se encuentra con la estructura iónica del conductor. Las colisiones de electrones / iones que resultan ven una parte de la energía de los electrones acelerados liberados en forma de energía térmica. Si aumenta el flujo de corriente o la resistencia del conductor, también aumentará la cantidad de calor generado.
Los calentadores de resistencias generalmente toman la forma de una bobina o hélice o alambre resistivo especialmente diseñado incrustado o enrollado en un sustrato aislante resistente al calor. La mayoría de los elementos calefactores de resistencia son de este tipo, siendo los aislantes más comunes materiales como la cerámica con alto contenido de alúmina. La combinación de metales más común en la fabricación del alambre utilizado en el calentamiento por resistencia es una aleación de níquel y cromo. La composición media de estas aleaciones oscila entre el 60/16% respectivamente para usos generales y el 80/20% para conductores de alta gama. La aleación de níquel-cromo 60 es la más utilizada de las dos y puede soportar temperaturas de 1850 ° F (1000 ° C) sin combarse ni deformarse.
Aunque el calentamiento por resistencia es obviamente beneficioso, el fenómeno puede tener efectos catastróficos cuando no se controla. Todos los conductores eléctricos generan calor hasta cierto punto; cuando los circuitos o el equipo se sobrecargan, el calor generado puede dañar gravemente o incluso destruir un electrodoméstico. Los incendios eléctricos también son un resultado común del calentamiento por resistencia incontrolado.