# Elektrisches Heizelement > Elektrischen Strom in nutzbare Wärme verwandeln - Datum: 1857 - Epoche: Industriezeitalter - Bereich: [Elektrizität & Elektronik](https://lastcodex.org/de/domains/electricity/) - Stufe: IV (Wissenschaft & Industrie) - Schwierigkeit: 3/5 - URL: https://lastcodex.org/de/inventions/electric-heating-element/ Ein elektrisches Heizelement ist ein Leiter, der elektrischen Strom in Wärme verwandeln soll, etwa in einem Wasserkocher, einem Backofen, einem Bügeleisen oder einem Warmwasserbereiter. Das älteste Patent darauf erhielt 1859 in den Vereinigten Staaten George B. Simpson, für einen Platindraht, der in die Rillen einer Specksteinplatte gelegt und aus Batterien gespeist wurde. Der Nickel-Chrom-Draht, 1906 von Albert Marsh patentiert, und das Rohrheizelement, eine Wendel in Magnesiumoxid in einem Metallrohr, 1921 von Charles C. Abbott von General Electric patentiert, machten Heizelemente langlebig. ![Elektrisches Heizelement · Elektrischen Strom in nutzbare Wärme verwandeln](https://lastcodex.org/_astro/plate.l6afo4CX_Z1Sjp06.webp) ## Legende 1. Metallmantel 2. Heizwendel aus Nickel-Chrom 3. Verdichtetes Magnesiumoxidpulver 4. Anschlussbolzen 5. Endabdichtung ## Was es ist Ein elektrisches Heizelement ist ein Leiter, der dem durchfließenden Strom einen Widerstand entgegensetzt und sich dadurch erhitzt. Auch ein Motor oder eine Lampe geben etwas Wärme ab, das Heizelement aber wird allein zu diesem Zweck gebaut, und fast die gesamte elektrische Energie, die es aufnimmt, tritt als Wärme aus. Heizelemente erwärmen das Wasser in Wasserkochern, Warmwasserbereitern und Waschmaschinen, die Luft in Backöfen und Heizgeräten und die Sohle eines Bügeleisens. ![Ein Rohrheizelement, zu einer flachen Spirale gebogen, mit seinen beiden Enden nebeneinander und je einem Anschlussbolzen](https://lastcodex.org/_astro/v3.DUmySfrs_C38fl.webp) _Zu einer flachen Spirale gewickelt, bildet ein Rohrheizelement die Kochplatte eines Elektroherds._ Es gibt zwei Hauptarten. Bei einem offenen Heizelement hängt der blanke Widerstandsdraht, meist zu einer Wendel oder einem flachen Band geformt, frei an der Luft auf Trägern aus Keramik oder Glimmer. Er wird schnell heiß und glüht rot, wie in einem Toaster, einem Haartrockner oder in den Stäben eines Heizstrahlers. Bei einem Rohrheizelement verläuft die Wendel in der Mitte eines Metallrohrs, das mit einem weißen mineralischen Pulver gefüllt ist, das sie vom Rohr fernhält. Das Rohr lässt sich zu Ringen und Schleifen biegen, in eine Kochplatte einbauen oder direkt ins Wasser tauchen. Ein Heizelement ist Teil eines größeren Geräts. Ein Thermostat oder Regler schaltet es ein und aus, um die gewählte Temperatur zu halten, und eine Temperatursicherung unterbricht den Stromkreis bei Überhitzung. Heizelemente arbeiten mit Netzspannung, werden mehrere hundert Grad heiß und können durch Stromschlag töten. Verwenden Sie nur geprüfte Geräte, bauen, verdrahten oder reparieren Sie niemals selbst ein Heizelement oder seine Anschlüsse, und überlassen Sie jede Arbeit daran einer Elektrofachkraft. ## Wie es funktioniert Fließt Strom durch einen Draht, stoßen die bewegten Ladungen mit den Atomen des Metalls zusammen und geben Energie als Wärme ab. 1841 zeigte James Prescott Joule, dass die in einer bestimmten Zeit erzeugte Wärme dem Widerstand des Drahtes mal dem Quadrat der Stromstärke proportional ist. Bei fester Netzspannung wählt der Konstrukteur deshalb Länge und Querschnitt des Drahtes so, dass das Element genau die gewünschte Leistung aufnimmt: Ein kürzerer oder dickerer Draht lässt mehr Strom durch und heizt stärker. ![Eine orange glühende Wendel aus Widerstandsdraht, in offener Spirale um einen weißen Keramikstab gewickelt, der an beiden Enden in einem Metallhalter auf einer Schieferplatte mit kleinen Metallfüßen sitzt](https://lastcodex.org/_astro/v2.DIIFgPZ1_EcMCR.webp) _In einem Heizstrahler glüht die blanke Wendel an der Luft, gewickelt auf einen Keramikstab._ Der Draht muss jahrelang Rotglut an der Luft aushalten. Die meisten Metalle oxidieren in Rotglut rasch, und Platin, das Simpson 1859 verwendete, widersteht zwar, ist aber selten und teuer. Albert Marshs Legierung aus Nickel mit weniger als der Hälfte Chrom, 1906 patentiert, hat einen hohen elektrischen Widerstand und bildet an der Oberfläche eine dünne, fest haftende Oxidschicht, die das Metall darunter schützt. Die übliche Sorte mit 80 % Nickel und 20 % Chrom geben die Hersteller für den Dauerbetrieb an Luft bis etwa 1.200 °C an. Bei einem Rohrheizelement liegt die Wendel in der Mitte eines Metallrohrs, eingebettet in eine harte Masse aus Magnesiumoxidpulver. Magnesiumoxid isoliert elektrisch, leitet aber die Wärme gut, sodass die Wärme der Wendel zum Mantel fließt, während der Strom innen bleibt. Das Pulver zieht Feuchtigkeit aus der Luft, und feuchtes Pulver lässt Strom zum Mantel durch; deshalb sind die Rohrenden abgedichtet und der Mantel ist geerdet. ## Geschichte und Entwicklung Joule veröffentlichte sein Gesetz der elektrischen Erwärmung 1841 im _Philosophical Magazine_, in einem Aufsatz über die Wärme, die stromdurchflossene Metalldrähte und die Zellen einer Batterie abgeben. ![Eine rechteckige Specksteinplatte mit vielen parallelen Rillen, in denen ein einziger gewendelter Draht hin und her von einer Rille zur nächsten läuft, und zwei Anschlussdrähten, die an den beiden vorderen Ecken herabhängen](https://lastcodex.org/_astro/v1.BU18DGph_1Glcy5.webp) _Simpsons Heizgerät von 1859: eine Platinwendel, hin und her in die Rillen einer Specksteinplatte gelegt._ In einem am 16. Dezember 1857 eingereichten Caveat beschrieb George B. Simpson aus Washington ein elektrisches Heizgerät, auf das er am 20. September 1859 ein US-Patent erhielt. Er legte gewendelten Draht aus Platin oder einem anderen Metall in einundzwanzig parallele Rillen einer etwa acht Zoll großen quadratischen Specksteinplatte und speiste ihn aus galvanischen Batterien. Er schlug es vor, um „Räume zu heizen, Wasser zu kochen, Speisen zu garen“. Das Hagley Museum and Library nennt es den ersten patentierten Elektroherd. 1882 ließ sich Henry W. Seely ein elektrisches [Bügeleisen](/de/inventions/clothes-iron/) mit einem Kohlewiderstand patentieren. Wenige Jahre nach Marshs Patent stellten mehrere Firmen, darunter General Electric, elektrische Toaster mit Nickel-Chrom-Draht her. 1918 meldete Charles C. Abbott von General Electric in Pittsfield, Massachusetts, das Rohrheizelement zum Patent an, eine Nickel-Chrom-Wendel, die in einem Metallrohr durch pulverförmige Magnesia isoliert ist. Das Patent wurde 1921 erteilt, und General Electric verkaufte solche Elemente unter dem Namen Calrod. Rohrheizelemente heizen heute Warmwasserbereiter, Geschirrspüler, Backöfen und viele andere Geräte. ## Wissenswertes - Ältestes Patent: George B. Simpson, US-Patent 25.532, 20. September 1859 - Widerstandslegierung aus Nickel und Chrom: Albert L. Marsh, US-Patent 811.859, 1906 - Rohrheizelement mit Magnesiafüllung: Charles C. Abbott, General Electric, US-Patent 1.367.341, 1921 - Einsatzgrenze von Nickel-Chrom-Draht 80/20 an Luft: Etwa 1.200 °C ## Erfordert - [Widerstand und Rheostat](https://lastcodex.org/de/inventions/resistor/): Dem Strom ein bekanntes Maß entgegensetzen (1840) - [Batterie](https://lastcodex.org/de/inventions/battery/): Chemie, die Strom treibt (1800) - [Eisendraht von Hand ziehen](https://lastcodex.org/de/inventions/wire-drawing/): Zieheisen und Zange formen weiche Eisenstäbe zu Draht (um 1100) - [Stahl](https://lastcodex.org/de/inventions/steel/): Eisen mit genau dosiertem Kohlenstoff (um 1.000 v. Chr.) ## Quellen - [J. P. Joule, On the heat evolved by metallic conductors of electricity, Philosophical Magazine, 3rd series, 19 (1841), 260–277](https://archive.org/details/londonedinburghp19lond), Taylor and Francis (scan: Internet Archive) - [US 25,532, Improved electrical heating apparatus (G. B. Simpson, 20 September 1859)](https://patents.google.com/patent/US25532), Google Patents - [Oh my stars! A date of 1859 (George B. Simpson's electroheater)](https://www.hagley.org/research/news/hagley-vault/oh-my-stars-date-1859), Hagley Museum and Library - [US 259,054, Electric flat-iron (H. W. Seely, 1882)](https://patents.google.com/patent/US259054A/en), Google Patents - [US 811,859, Electric resistance element (A. L. Marsh, 6 February 1906)](https://patents.google.com/patent/US811859A), Google Patents - [Marsh's wires and the birth of the toaster](https://chemistryworld.com/opinion/marshs-wires-and-the-birth-of-the-toaster/4019457.article), Andrea Sella, Chemistry World (2024) - [US 1,367,341, Electric heating unit (C. C. Abbott, General Electric, filed 1918, granted 1 February 1921)](https://patents.google.com/patent/US1367341A/en), Google Patents - [US 2,157,884, Electric heating element (C. B. Backer, 1939): Calrod-type swaged magnesia elements](https://patents.google.com/patent/US2157884A/en), Google Patents - [Minerals Yearbook 1967: magnesium compounds (magnesia in Calrod heating elements)](https://search.library.wisc.edu/digital/AGFCCUKXF4SS2G8F/text/AIYZZNSP2VC4VW9B), U.S. Bureau of Mines (University of Wisconsin Digital Collections) - [Nikrothal 80 resistance heating wire, datasheet](https://kanthal.com/en/products/datasheets/material-datasheets/wire/resistance-heating-wire-and-resistance-wire/nikrothal-80), Kanthal (Alleima) - [Resistance wire and ribbon, catalogue pages](https://www.tempco.com/Tempco/Resources/15-Accessories-Resources/ResistanceWireRibbonCatalogPages.pdf), Tempco Electric Heater Corporation Fakten geprüft am 2026-10-19. --- The Last Codex · https://lastcodex.org/de/inventions/electric-heating-element/ · © The Last Codex. Texte, Tafeln und Figuren: CC BY-NC-ND 4.0.