Utrata miedzi
Utrata miedzi jest terminem często określanym przez ciepło wytwarzane przez prądy elektryczne w przewodach uzwojeń transformatora lub innych urządzeń elektrycznych. Straty w miedzi są niepożądanym transferem energii , podobnie jak straty w rdzeniu , które wynikają z indukowanych prądów w sąsiednich elementach. Termin ten stosuje się niezależnie od tego, czy uzwojenia wykonane są z miedzi , czy z innego przewodnika, np. aluminium . Dlatego często preferowany jest termin strata uzwojenia . Termin strata obciążenia jest używany w dostarczaniu energii elektrycznej do opisania części energii elektrycznej traconej między generatorem a odbiorcą, która jest związana z mocą obciążenia (jest proporcjonalna do jej kwadratu), w przeciwieństwie do strat bez obciążenia .
Obliczenia
Straty miedzi wynikają z ogrzewania Joule'a i dlatego są również określane jako „straty I do kwadratu R” w odniesieniu do pierwszego prawa Joule'a . Oznacza to, że energia tracona z każdą sekundą lub mocą wzrasta proporcjonalnie do kwadratu prądu przepływającego przez uzwojenia i proporcjonalnie do rezystancji elektrycznej przewodników.
gdzie I to prąd płynący w przewodniku, a R to opór przewodnika. Przy I w amperach i R w omach obliczona strata mocy jest podawana w watach .
Ogrzewanie Joule'a ma współczynnik wydajności równy 1,0, co oznacza, że każdy 1 wat energii elektrycznej jest zamieniany na 1 J ciepła. Dlatego energia utracona w wyniku utraty miedzi wynosi:
gdzie t jest czasem w sekundach utrzymywania się prądu.
Wpływ częstotliwości
W zastosowaniach o niskiej częstotliwości straty mocy można zminimalizować, stosując przewody o dużym przekroju, wykonane z metali o niskiej rezystywności .
W przypadku prądów o wysokiej częstotliwości efekt zbliżeniowy i efekt naskórkowości powodują nierównomierny rozkład prądu w przewodniku, zwiększając jego efektywną rezystancję i utrudniając obliczenia strat.
Litz to rodzaj drutu skonstruowanego w celu wymuszenia równomiernego rozprowadzenia prądu, zmniejszając w ten sposób nagrzewanie Joule'a.
Zmniejszenie strat miedzi
Efektywność energetyczną typowego przemysłowego silnika indukcyjnego można poprawić między innymi poprzez zmniejszenie strat elektrycznych w uzwojeniach stojana (np . przewodnictwo elektryczne, takie jak miedź). W przypadku przenoszenia mocy napięcie jest zwiększane w celu zmniejszenia prądu, zmniejszając w ten sposób straty mocy.
Źródła
- Wu, Anguan; Ni, Baoshan (7 czerwca 2016). Analiza strat linii i obliczanie systemów elektroenergetycznych . John Wiley & Synowie. ISBN 978-1-118-86709-9 . OCLC 1062309002 .
