Konduktionsförlusterna

Konduktionsförlusterna är de resistiva förluster som uppstår när elektrisk ström flyter genom ledare och andra konduktiva vägar. Dessa förluster uppkommer på grund av den inneboende resistansen i ledarna och omvandlas till värme i materialet. Den vanliga uppskattningen av förlusterna är P = I^2 R, där P är effekten som omvandlas till värme, I är strömstyrkan och R är resistansen. Resistansen i sin tur är R = ρ L / A, där ρ är det specifika resistiviteten, L längden och A tvärsnittsarean. Resistansen ökar med temperatur: R(T) = R0[1 + α(T−T0)], där α är temperaturkoefficienten.

Faktorer som påverkar konduktionsförlusterna inkluderar materialval (vanligtvis koppar eller aluminium), tvärsnittsarea, längden på ledaren och hur strömmen är fördelad. Vid växelström och hög frekvens kan hudeffekten (skin-effekten) öka den effektiva resistansen i en ledare, särskilt i tjocka ledare. I elektriska maskiner och kablar uppkommer konduktionsförluster främst i vindningar och anslutningar, där de ofta benämns kopparförluster. Andra förluster såsom hysteresis och virvelströmsförluster är separata fenomen men kan samverka vid drift.

Möjliga åtgärder för att minska konduktionsförlusterna inkluderar att använda ledare med större tvärsnittsarea, använda flersträngade eller Litz-kablar för att motverka hudeffekten, välja material med låg resistivitet, förbättra kylningen för att hålla temperaturen nere samt optimera ledningslängder och konfiguration.

Inom elkablar och elektriska maskiner utgör konduktionsförlusterna en betydande del av de totala effektförlusterna och påverkar både effektivitet och uppvärmning.