大家可能都對陶瓷加熱器(Ceramic Heater)這個名詞非常陌生，但陶瓷加熱器被廣泛運用在我們的生活中，在民生應用上，只要需要加熱的電器都會使用到此元件，例如：吹風機、暖風扇、浴室暖風機、汽車加熱座椅、除霧鏡等具有加熱功能之電器產品。
大部分的陶瓷加熱器所使用的材料為鋇(Ba, Barium)、鍶(Sr, Strontium)、鈦酸鉛(Lead titanate, PbTiO3)，這些都是一種具有正溫度係數(PTC, Positive Temperature Coefficient)特性的材料，這種材料的電阻會隨著溫度上升同時變大。
除了PTC外，亦有負溫度係數(NTC, Negative Temperature Coefficient)材料，在電阻隨著溫度變化的特性與 PTC相反，通常用於智能家電產品的溫度感測或是湧浪電流限制器等被動元件。
當電流經過導體的時候會伴隨著熱能的產生，這是一種電流熱效應(Joule Heating)，因為這種物理特性所產生的熱能稱為電阻損失(Ohmic Loss)，具有以下的關係式：
- P：電阻損失（W）
- I：電流（A）
- R：電阻（Ω）
陶瓷加熱器電阻及電流的特性曲線可參考 Fig.1，上述已經提到PTC的特性是當溫度上升時材料的電阻會同時變大，這主要說明了Fig. 1中紅色虛線的部分，實際上的PTC特性在溫度上升時電阻質會下降到最低點Rmin，這時候也是陶瓷加熱器功率輸出最大的時候，根據不同產品的需求，決定Rmin
在Rmin的位置最容易受湧浪電流(Inrush current)的影響導致電器壽命降低，在此需要特別注意，因此建議加裝保險絲進行保護。的位置同時也決定了最大輸出功率及氣體加熱的溫度(根據不同室溫有所差異)，一旦溫度升高至居禮溫度(Tc, Curie Tempearture)，此時材料的電組質
會急劇地以斜率為α(溫度係數)的速度升高，直到對應於最大溫度Te的最大電阻值Rmax，此時迴路因為電阻值太大而形成一種近似於開路狀態，電流不再流過陶瓷加熱器，因此瓦數下降導致溫度則降低，因此特性，陶瓷加熱器擁有其他加熱元件所沒有的自我溫度調節能力及恆溫特性，因此具有極佳的安全性。
如何計算基於溫度係數α區間的電阻值？
溫度係數α區間為對數座標，溫度、電阻與溫度係數的關係式如下：
定義初始溫度下的電阻值
將其積分
透過泰勒級數展開近似至第一項可得到以下公式：
如何計算經過陶瓷加熱器的流體溫度？
當電流經過陶瓷加熱器後導致溫度上升高於室溫，陶瓷加熱器所做的功率會轉換為熱能提供給周圍的流體，基於能量守恆可以使用牛頓冷卻定律(Newton’s law of cooling)，可以得到以下等式：
令 I=V/R 並整理上式可得到以下方程式：
如此就可以得到經過陶瓷加熱器周圍的流體溫度。
此方法為近似估算解，使用上式在實際狀況根據流體速度等不同因素會有誤差產生。陶瓷加熱器的形式
陶瓷加熱器的樣式有很多，圓形、方形、管狀等不同樣式提供不同產品應用，但無論哪種樣式，都以絕緣形式被分為兩大類：
- 有絕緣設計
- 無絕緣設計
內部結構圖可參考 Fig. 3，可以看到左側無絕緣形式透過電極正負兩端直接安置在散熱鰭片，透過散熱鰭片傳導至中間的陶瓷加熱器，在這種狀態下，散熱鰭片都是帶電狀態，若使用手觸摸或潑灑到液體，都會導致觸電及短路現象發生，這種無絕緣形式的陶瓷加熱器成本低、發熱效率高但安全性極低；有絕緣形式的陶瓷加熱器，在內部結構含有絕緣層，陶瓷加熱器發熱後透過絕緣層將熱傳導至散熱鰭片，在一樣的輸出功率下，上升溫度較無絕緣形式慢且溫升較低，雖在效能上較無絕緣低且成本高，但在安全性上具有極高的保護，讓消費者使用更安心。
寶麗浴室暖風機都採用有絕緣形式的陶瓷加熱器，且在絕緣部分使用雙層絕緣，將安全性提升至更高層次。想了解更多關於陶瓷加熱器的特性及背景知識，可以參考以下文章
Kataoka, M. and T. Masuko. “PTC Characteristics of (TiC/ Polyethylene) Conductive Composites in Relation to their Particle-filled Structures.” Ieej Transactions on Fundamentals and Materials 124 (2004): 337–343.
