Når strømmen går igennem, kan næsten alle ledere generere varme. Det er dog ikke alle ledere, der egner sig til varmeelementer. Den rigtige kombination af elektriske, mekaniske og kemiske egenskaber er påkrævet. Det følgende er nogle af de funktioner, der er vigtige for design af varmeelementer.
Resistivitet: For at generere varme skal varmeelementet have tilstrækkelig modstand. Modstanden kan dog ikke være høj nok til at blive en isolator. Modstand er lig med resistivitet ganget med lederlængde divideret med ledertværsnit. For et givet tværsnit, for at opnå en kortere leder, anvendes et materiale med høj resistivitet.
Varmeelement Modstand, længde, tværsnitsfunktion af forholdet
Oxidationsbestandighed: Varme fremskynder normalt oxidationen af metaller og keramik. Oxidation forbruger varmeelementet, reducerer dets kapacitet eller beskadiger dets struktur. Dette begrænser varmeelementets levetid. For metalvarmeelementer dannes legeringer med oxider, som hjælper med at modstå oxidation ved at danne et passiveringslag. For keramiske varmeelementer er beskyttende antioxidationsskala af SiO2 eller Al2O3 den mest almindelige. Typer af varmeelementer, der ikke er egnede til brug i oxiderende miljøer, såsom grafit, er mest almindeligt anvendt i vakuumovne eller ovne, der indeholder ikke-oxiderende atmosfæregasser såsom H2, N2, Ar eller He, hvor der ikke er luft i varmekammeret.
Temperaturmodstandskoefficient: Bemærk, at materialets resistivitet ændres med temperaturen. I de fleste ledere stiger modstanden, når temperaturen stiger. Dette fænomen påvirker nogle materialer mere udtalt end andre. Højtemperaturmodstandskoefficienten bruges hovedsageligt i termiske applikationer. Ved feber er det normalt at foretrække at bruge en lavere værdi. Selvom ændringer i modstand kan forudsiges nøjagtigt i nogle tilfælde, er en kraftig stigning i modstand påkrævet for at give mere kraft. For at tilpasse systemet til skiftende resistivitet, anvendes kontrol- eller feedbacksystemer.
