Потери меди

Потери меди — это термин, часто обозначающий тепло , выделяемое 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 . термин « потери в обмотке» Поэтому часто предпочитают использовать . Термин «потеря нагрузки» используется при доставке электроэнергии для описания части электроэнергии, теряемой между генератором и потребителем. это связано с мощностью нагрузки (пропорционально ее квадрату), в отличие от потерь на холостом ходу .

Расчеты

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.

${\mbox{Copper Loss}}\propto I^{2}\cdot R$

где I — ток, текущий в проводнике, а R — сопротивление проводника. При I в амперах и 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:

${\mbox{Copper Loss}}=I^{2}\cdot R\cdot t$

где t — время в секундах, в течение которого сохраняется ток.

Влияние частоты

Для низкочастотных применений потери мощности можно минимизировать, используя проводники большой площади поперечного сечения, изготовленные из с низким удельным сопротивлением металлов .

При высокочастотных токах эффект близости и скин-эффект приводят к неравномерному распределению тока по проводнику, что увеличивает его эффективное сопротивление и усложняет расчет потерь.

Литцендрат — это тип провода, конструкция которого обеспечивает равномерное распределение тока, тем самым уменьшая джоулевый нагрев.

Сокращение потерь меди

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.

Источники

• Ву, Ангуан; Ни, Баошань (7 июня 2016 г.). Анализ потерь в линии и расчет электроэнергетических систем . Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-1-118-86709-9 . OCLC   1062309002 .

Внешние ссылки

• Сокращение потерь меди