pérdida de cobre

La pérdida de cobre es el término que se suele utilizar para describir el calor producido por las corrientes eléctricas en los conductores de los devanados de transformadores u otros dispositivos eléctricos. Las pérdidas de cobre representan una transferencia de energía indeseable , al igual que las pérdidas en el núcleo , que resultan de las corrientes inducidas en los componentes adyacentes. El término se aplica independientemente de si los devanados son de cobre u otro conductor, como el aluminio . Por lo tanto, a menudo se prefiere el término pérdida de devanado . El término pérdida de carga se utiliza en el suministro de electricidad para describir la porción de la electricidad perdida entre el generador y el consumidor ^{[ 1 ]} que está relacionada con la potencia de carga (es proporcional a su cuadrado), en contraposición a la pérdida en vacío . ^{[ 2 ]}

Las pérdidas de cobre se deben al calentamiento Joule y, por lo tanto, también se denominan "pérdidas I²R", en referencia a la primera ley de Joule . Esta ley establece que la energía perdida por segundo , o potencia , aumenta con el cuadrado de la corriente que circula por los devanados y en proporción a la resistencia eléctrica de los conductores.

${\displaystyle {\mbox{Pérdida de cobre}}\propto I^{2}\cdot R}$

donde I es la corriente que fluye por el conductor y R es la resistencia del conductor. Con I en amperios y R en ohmios, la pérdida de potencia calculada se da en vatios .

El calentamiento Joule tiene un coeficiente de rendimiento de 1,0, lo que significa que cada vatio de potencia eléctrica se convierte en 1 julio de calor. Por lo tanto, la energía perdida debido a la pérdida de cobre es:

${\displaystyle {\mbox{Pérdida de cobre}}=I^{2}\cdot R\cdot t}$

donde t es el tiempo en segundos durante el cual se mantiene la corriente.

Para aplicaciones de baja frecuencia, la pérdida de potencia se puede minimizar empleando conductores con una gran sección transversal, fabricados con metales de baja resistividad .

Con corrientes de alta frecuencia, el efecto de proximidad y el efecto pelicular provocan que la corriente se distribuya de forma desigual a lo largo del conductor, lo que aumenta su resistencia efectiva y dificulta los cálculos de pérdidas.

El cable Litz es un tipo de cable diseñado para forzar una distribución uniforme de la corriente, reduciendo así el calentamiento Joule.

Entre otras medidas, la eficiencia energética eléctrica de un motor de inducción industrial típico puede mejorarse reduciendo las pérdidas eléctricas en los devanados del estator (por ejemplo, aumentando la sección transversal del conductor, mejorando la técnica de bobinado y utilizando materiales con mayor conductividad eléctrica, como el cobre). En la transmisión de potencia, se eleva el voltaje para reducir la corriente, disminuyendo así la pérdida de potencia. ^{[ 3 ]}

• Wu, Anguan; Ni, Baoshan (7 de junio de 2016). Análisis y cálculo de pérdidas en líneas de sistemas de energía eléctrica . John Wiley & Sons. ISBN 978-1-118-86709-9OCLC 1062309002​​ 

• Reducción de las pérdidas de cobre