Šildymo elementas yra medžiaga arba prietaisas, kuris elektros energiją tiesiogiai paverčia šiluma arba šilumine energija pagal principą, vadinamą džaulio šildymu. Džaulio šildymas yra reiškinys, kai laidininkas generuoja šilumą dėl elektros srovės srauto. Kai medžiaga teka elektros srovė, elektronai ar kiti krūvininkai susiduria su laidininko jonais arba atomais, sukurdami trintį atominėje skalėje. Tada ši trintis pasireiškia kaip šiluma. Pirmasis Džaulio dėsnis (Joule-Lenz dėsnis) naudojamas apibūdinti šilumą, kurią laidininke sukuria elektros srovė. Tai išreiškiama taip,
P=IV arba P=I²R
Pagal šias lygtis generuojama šiluma priklauso nuo srovės, įtampos arba laidininko medžiagos varžos. Projektuojant visą šildymo elementą, atsparumas yra svarbus veiksnys.
Silikoninės gumos šildytuvo silikoninės alyvos būgno šildymo diržas
Silikoninės gumos šildytuvo silikoninės alyvos būgno šildymo diržas
Džaulio įkaitimas akivaizdus visose įvairaus intensyvumo laidžiose medžiagose, išskyrus specialią medžiagą, vadinamą superlaidininku. Apskritai laidžioms medžiagoms susidaro mažiau šilumos, nes krūvininkai lengvai teka; Medžiagoms, turinčioms didelį atsparumą, bus sukurta daugiau šilumos. Kita vertus, superlaidininkai leidžia srovei tekėti nesukuriant šilumos. Apskritai laidininko šiluma priskiriama energijos nuostoliams. Energijos įrangai varant naudojama elektros energija generuoja nereikalingą šilumą perdavimo nuostolių forma ir galiausiai neatlieka jokio naudingo darbo.
