فقدان النحاس

يُستخدم مصطلح "فقد النحاس" لوصف الحرارة الناتجة عن التيارات الكهربائية في موصلات ملفات المحولات ، أو غيرها من الأجهزة الكهربائية. يُعدّ فقد النحاس انتقالًا غير مرغوب فيه للطاقة ، شأنه شأن فقد القلب الحديدي الناتج عن التيارات المستحثة في المكونات المجاورة. يُستخدم هذا المصطلح بغض النظر عما إذا كانت الملفات مصنوعة من النحاس أو موصل آخر، كالألومنيوم . ولذلك، يُفضّل استخدام مصطلح "فقد الملفات" . أما مصطلح "فقد الحمل" فيُستخدم في مجال توزيع الكهرباء لوصف نسبة الكهرباء المفقودة بين المولد والمستهلك ^{[ 1 ]} ، والتي ترتبط بقدرة الحمل (وتتناسب مع مربعها)، وذلك على عكس فقد اللاحمل ^{[ 2 ]} .

تنتج خسائر النحاس عن التسخين الجولي ، ولذا تُعرف أيضاً باسم "خسائر I²R"، نسبةً إلى قانون جول الأول . ينص هذا القانون على أن الطاقة المفقودة في كل ثانية ، أو القدرة ، تزداد بمربع التيار المار في الملفات، وتتناسب طردياً مع المقاومة الكهربائية للموصلات.

${\displaystyle {\mbox{فقد النحاس}}\propto I^{2}\cdot R}$

حيث يمثل I التيار المار في الموصل، وR مقاومة الموصل. وباستخدام I بوحدة الأمبير وR بوحدة الأوم، تُحسب القدرة المفقودة بوحدة الواط .

يتميز التسخين الجولي بمعامل أداء يساوي 1.0، مما يعني أن كل 1 واط من الطاقة الكهربائية يتحول إلى 1 جول من الحرارة. وبالتالي، فإن الطاقة المفقودة بسبب فقدان النحاس هي:

${\displaystyle {\mbox{فقد النحاس}}=I^{2}\cdot R\cdot t}$

حيث يمثل t الوقت بالثواني الذي يستمر فيه التيار.

بالنسبة للتطبيقات منخفضة التردد، يمكن تقليل فقد الطاقة عن طريق استخدام موصلات ذات مساحة مقطع عرضي كبيرة، مصنوعة من معادن ذات مقاومة منخفضة.

مع التيارات عالية التردد، يتسبب تأثير التقارب وتأثير الجلد في توزيع التيار بشكل غير متساوٍ عبر الموصل، مما يزيد من مقاومته الفعالة، ويجعل حسابات الفقد أكثر صعوبة.

سلك ليتز هو نوع من الأسلاك المصممة لإجبار التيار على التوزيع بشكل متساوٍ، مما يقلل من التسخين الجولي.

من بين التدابير الأخرى، يمكن تحسين كفاءة الطاقة الكهربائية لمحرك الحث الصناعي النموذجي عن طريق تقليل الفاقد الكهربائي في ملفات الجزء الثابت (على سبيل المثال، عن طريق زيادة مساحة المقطع العرضي للموصل، وتحسين تقنية اللف، واستخدام مواد ذات موصلية كهربائية أعلى، مثل النحاس). في نقل الطاقة، يتم رفع الجهد لتقليل التيار وبالتالي تقليل فقد الطاقة. ^{[ 3 ]}

• وو، أنغوان؛ ني، باوشان (7 يونيو 2016). تحليل وحساب فقد الطاقة في خطوط أنظمة الطاقة الكهربائية . جون وايلي وأولاده. ISBN 978-1-118-86709-9. OCLC 1062309002 . 

• تقليل خسائر النحاس