Topné těleso je materiál nebo zařízení, které přeměňuje elektrickou energii přímo na teplo nebo tepelnou energii pomocí principu zvaného joulový ohřev. Joulův ohřev je jev, při kterém vodič generuje teplo díky toku elektrického proudu. Když materiálem protéká elektrický proud, elektrony nebo jiné nosiče náboje se srážejí s ionty nebo atomy vodiče a vytvářejí tření v atomovém měřítku. Toto tření se pak projevuje jako teplo. První Jouleův zákon (Joule-Lenzův zákon) se používá k popisu tepla generovaného elektrickým proudem ve vodiči. To je vyjádřeno jako,
P=IV nebo P=I²R
Podle těchto rovnic generované teplo závisí na proudu, napětí nebo odporu materiálu vodiče. Při návrhu celého topného tělesa je důležitým faktorem odpor.
Ohřívací pás ze silikonového kaučuku na vyhřívání bubnu na silikonový olej
Ohřívací pás ze silikonového kaučuku na vyhřívání bubnu na silikonový olej
Joulův ohřev je patrný u všech vodivých materiálů různé intenzity, kromě speciálního materiálu zvaného supravodič. Obecně u vodivých materiálů vzniká méně tepla, protože nosiče náboje snadno protékají; U materiálů s vysokou odolností se bude generovat více tepla. Na druhé straně supravodiče umožňují proudění proudu bez generování tepla. Obecně je teplo z vodiče klasifikováno jako ztráta energie. Elektrická energie využívaná k pohonu energetických zařízení generuje zbytečné teplo ve formě přenosových ztrát a v konečném důsledku nevytváří žádnou užitečnou práci.
