Потери меди — это термин, который часто применяется к теплу , выделяемому электрическими токами в проводниках обмоток трансформатора или других электрических устройств. Потери в меди являются нежелательной передачей энергии , как и потери в сердечнике , которые возникают в результате наведенных токов в соседних компонентах. Термин применяется независимо от того, изготовлены ли обмотки из меди или другого проводника, например алюминия . Поэтому часто предпочитают использовать термин «потери в обмотке» . Термин «потери нагрузки» используется при доставке электроэнергии для описания части потерь электроэнергии между генератором и потребителем [1] , которая связана с мощностью нагрузки (пропорциональна ее квадрату), в отличие от потерь холостого хода. . [2]
Потери меди возникают в результате нагрева Джоуля , поэтому их также называют «потерями R в квадрате» в соответствии с Первым законом Джоуля . Это гласит, что энергия, теряемая каждую секунду , или мощность , увеличивается пропорционально квадрату тока через обмотки и пропорционально электрическому сопротивлению проводников.
где I — ток, текущий в проводнике, а R — сопротивление проводника. Если I выражен в амперах , а R – в омах, расчетные потери мощности даются в ваттах .
Джоулево отопление имеет коэффициент полезного действия 1,0, что означает, что каждый 1 ватт электроэнергии преобразуется в 1 джоуль тепла. Следовательно, потери энергии из-за потерь меди составляют:
где t — время в секундах , в течение которого сохраняется ток.
Для низкочастотных применений потери мощности можно минимизировать, используя проводники с большой площадью поперечного сечения, изготовленные из металлов с низким удельным сопротивлением .
При высокочастотных токах эффект близости и скин-эффект приводят к неравномерному распределению тока по проводнику, увеличивая его эффективное сопротивление и усложняя расчет потерь.
Литцендрат — это тип провода, конструкция которого обеспечивает равномерное распределение тока, тем самым уменьшая джоулевый нагрев.
Помимо прочего, электрическую эффективность типичного промышленного асинхронного двигателя можно повысить за счет снижения электрических потерь в обмотках статора (например, за счет увеличения площади поперечного сечения проводника, совершенствования технологии намотки и использования материалов с более высокими электропроводность, например медь). При передаче энергии напряжение повышается для уменьшения тока, тем самым уменьшая потери мощности. [3]
