Потери трансформатора в стали и в меди

Факторы влияющие на потери в стали.

Потери в стали определяются энергией, затраченной на перемагничивание железа трансформатора и соответствуют току холостого хода трансформатора (за вычетом потерь на активом сопротивлении первичной обмотки этой величиной можно пренебречь).
Т. к. E01=4,44fw10m=4,44fw1 BQст, то
Poc Bm 2 0m 2 E01 2, следовательно, потери в стали зависят от частоты переменного тока в сети, характеристик стали, подведенного напряжения.
Чтобы их уменьшить, необходимо уменьшить напряжение сети или увеличить частоту сети.
Потери в стали состоят из двух видов потерь:
•потери из-за вихревых токов;
•потери на циклическое перемагничивание.
Возникновение вихревых токов в сердечнике можно объяснить следующим образом. Сердечник, изготовленный из стали, представляет собой металлический проводник, помещённый в переменное магнитное поле. В сердечнике так же, как и в витках любой обмотки, будет создаваться индуктированная Э. Д. С., и по сердечнику будет протекать ток. Так как сечение сердечника велико, то его электрическое сопротивление мало. Поэтому токи, протекающие в сердечнике, достигают больших величин. При этом происходит активное расходование энергии и преобразование её в тепло, которое нагревает сердечник.
Величина потерь второго вида, т. е. потерь, возникающих при циклическом перемагничивании, сильно зависят от материала сердечника. Материал сердечника можно представить как бы состоящим из большого числа элементарных магнитиков (магнитных диполей), которые в обычном состоянии расположены хаотически. При внесении такого материала в магнитное поле магнитные диполи начинают поворачиваться в направлении действия магнитного поля. Если магнитное поле переменное, то диполи будут периодически поворачиваться сначала в одну, а потом в другую сторону с частотой изменения данного поля. При этом возникают силы трения и энергия магнитного поля также переходит в тепло, нагревающее сердечник.
Потери на перемагничивание значительно уменьшаются, если в качестве материала сердечника трансформаторов применить специальную магнитомягкую сталь, имеющую определённый состав и структуру.
Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечник собирается не из монолитных стальных брусков, а из отдельных изолированных друг от друга пластин толщиной в несколько десятых долей миллиметра. Кроме того, в состав материала сердечника вводится в качестве присадки кремний. И то и другое способствует увеличению электрического сопротивления сердечника, которое, в свою очередь, влечёт за собой уменьшение величины вихревых токов.

Факторы влияющие на потери в меди.

Потери в меди характеризуют потери на активном сопротивлении вторичной обмотки. Чем больше ток, тем больше потери в меди. Потери в меди характеризует параметр Uк трансформатора.
Потери в меди обуславливаются наличием в проводах обмоток трансформатора электрического сопротивления. Ток, протекающий в обмотке, создаёт на таком проводнике падение напряжения. На обмотке развивается некоторая электрическая мощность и часть энергии преобразуется в тепло, нагревающее обмотку.
Потери в меди можно уменьшить также путём увеличения сечения проводов обмоток. Однако при этом значительно увеличатся размеры, вес и стоимость трансформатора. Поэтому увеличение сечения проводов производится лишь до такой величины, при которой не наблюдается заметного нагрева обмоток.
Можно сделать вывод, что потери в меди зависят от характеристик проводника:

где ρ — удельное сопротивление вещества проводника, Ом•м, l — длина проводника, м, а S — площадь сечения, м²
Сопротивление однородного проводника также зависит от температуры.

P.S. Данный материал выписан с конспекта по "электрическим машинам", Так что думаю, что вам это поможет)