Kütteelement on materjal või seade, mis muudab elektrienergia otse soojus- või soojusenergiaks põhimõttel, mida nimetatakse džauli kuumutamiseks. Džauli kuumutamine on nähtus, mille puhul juht tekitab soojust elektrivoolu voolu tõttu. Kui materjali läbib elektrivool, põrkuvad elektronid või muud laengukandjad juhi ioonide või aatomitega, tekitades hõõrdumist aatomi skaalal. See hõõrdumine avaldub siis soojusena. Joule'i esimest seadust (Joule-Lenzi seadus) kasutatakse juhis elektrivoolu tekitatud soojuse kirjeldamiseks. Seda väljendatakse järgmiselt,
P=IV või P=I²R
Nende võrrandite kohaselt sõltub tekkiv soojus juhi materjali voolust, pingest või takistusest. Kogu kütteelemendi konstruktsioonis on takistus oluline tegur.
Silikoonkummist küttekeha silikoonõli trumli soojendusrihm
Silikoonkummist küttekeha silikoonõli trumli soojendusrihm
Džauli kuumenemine ilmneb kõigis erineva intensiivsusega juhtivates materjalides, välja arvatud spetsiaalne materjal, mida nimetatakse ülijuhiks. Üldiselt tekib juhtivate materjalide puhul vähem soojust, kuna laengukandjad voolavad kergesti läbi; Suure takistusega materjalide puhul tekib rohkem soojust. Ülijuhid seevastu võimaldavad voolul voolata ilma soojust tekitamata. Üldiselt liigitatakse juhi soojust energiakadudeks. Jõuseadmete käitamiseks kasutatav elektrienergia tekitab ülekandekadude näol tarbetut soojust ega too lõppkokkuvõttes kasulikku tööd.
