Потери в меди — это термин, часто используемый для обозначения тепла, выделяемого электрическими токами в проводниках обмоток трансформатора или других электрических устройств. Потери в меди представляют собой нежелательную передачу энергии , как и потери в сердечнике , которые возникают из-за индуцированных токов в соседних компонентах. Этот термин применяется независимо от того, изготовлены ли обмотки из меди или другого проводника, например алюминия . Поэтому термин потери в обмотке часто является предпочтительным. Термин потери нагрузки используется в поставках электроэнергии для описания части электроэнергии, теряемой между генератором и потребителем [1] , которая связана с мощностью нагрузки (пропорциональна ее квадрату), в отличие от потерь холостого хода . [2]
Потери в меди возникают из-за джоулева нагрева и поэтому также называются "потерями I в квадрате R", ссылаясь на первый закон Джоуля . Он гласит, что энергия, теряемая каждую секунду , или мощность , увеличивается как квадрат тока через обмотки и пропорционально электрическому сопротивлению проводников.
где I — ток, текущий в проводнике, а R — сопротивление проводника. При I в амперах и R в омах расчетная потеря мощности приводится в ваттах .
Джоулевое тепло имеет коэффициент полезного действия 1,0, что означает, что каждый 1 ватт электроэнергии преобразуется в 1 джоуль тепла. Таким образом, энергия, потерянная из-за потери меди, составляет:
где t — время в секундах, в течение которого поддерживается ток.
Для низкочастотных приложений потери мощности можно свести к минимуму, 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 затрудняя расчеты потерь.
Литцендрат — это тип провода, сконструированный таким образом, чтобы ток распределялся равномерно, тем самым уменьшая Джоулев нагрев.
Среди прочих мер, электрическая эффективность типичного промышленного асинхронного двигателя может быть улучшена за счет снижения электрических потерь в обмотках статора (например, путем увеличения площади поперечного сечения проводника, улучшения техники намотки и использования материалов с более высокой электропроводностью, таких как медь). При передаче электроэнергии напряжение повышается для снижения тока, тем самым уменьшая потери мощности. [3]
