銅損

能量的耗损

銅損(Copper loss)是指變壓器繞線或是其他電子設備上,因導線流過電流產生的。銅損和鐵損一様,都是能量的耗損。不論導線的材質是或是其他金屬(例如),導線上的損失都稱為銅損。變壓器的「負載損耗」和銅損有關,但不完全相同,因為未加載的變壓器仍然有銅損。

變壓器,其損耗主要可分為銅損及鐵損

簡介

銅損即為電阻的發熱,因此也稱為I2R損失。根據焦耳定律,每秒消耗的能量(或是),和流過電流的平方成正比,和導線電阻成正比[1]

 

其中

I是流經導線的電流,單位安培
R是導線的電阻,單位歐姆

計算所得的銅損單位為瓦特

焦耳加熱的性能係數(COP)為1.0,意思是每消耗一瓦特的電能,會轉換一瓦特的熱能,焦耳加熱消耗的能量為

 

其中t是電流持續的時間,單位是

若是高頻的電流,銅損會受到鄰近效應集膚效應影響,無法用上述簡單的方式計算。若是低頻的應用,若要降低銅損,可以將導體的截面積加大,並且使用低電阻率的金屬作導體。

變頻器的銅損會隨電流而變化,因此也稱為變動損耗,大致等於二次側繞組短路量測到的短路損耗[1]

鉸合漆包線英語Litz wire是一種特別設計的導線,會強迫電流平均分佈,因此可以降低銅損。

降低銅損

工業用的電動機定子有繞線,因此也有銅損的問題,若定子銅損降低,可以提昇馬達的效率,方法包括增加導線的截面積、改善繞線技術,或是使用高電導率的金屬作繞線。感應電動機的轉子中有導體,因此除了定子銅損外,還有轉子銅損,而馬達的諧波電流會產生額外的定子銅損及轉子銅損[2]

在電力傳輸時,會將電壓提高,使電流降低,也會降低銅損[3]

相關條目

參考資料

外部連結