Kuinka kuparin tappio vaikuttaa automuuntajan tehokkuuteen ja keinoja sen vähentämiseksi

Kuparin tappio, myös tunnettu I²R-tappiona, tapahtuu autotransformatorin vikkelöissä samalla tavalla kuin muissakin transformatorityypeissä. Tämä tappio johtuu kuparivoimajohdinten vastustuksesta vikkelöissä. Kun virta kulkee vikkelön läpi, sähköenergia muuntuu lämpöenergiaksi tämän vastuksen vuoksi.

Autotransformatorissa, joka käyttää yhtä vikkelöä sekä primääri- että toissijaisfunktiona, kuparin tappio on edelleen olemassa. Kuparin tappio lasketaan kaavalla:
P = I²R,
missä:

• P on kuparin tappio vattein (W),

• I on virta, joka kulkee vikkelön läpi ampeerina (A),

• R on vikkelön vastus ohmeina (Ω).

Koska yhteinen vikkelö kantaa yhdistettyä virtaa (primääri- ja toissijaiskuorman virtojen summa), kokonaisvirta jaettuun osaan on suurempi. Kuitenkin autotransformatorin suunnittelun ja jännitekäsittelyperiaatteen vuoksi todellinen kuparin tappio on tyypillisesti pienempi kuin vastaavassa kahden vikkelön transformatorissa, ei suurempi, koska pienempi virta kulkee osan vikkelön läpi ja kokonaismuodostajan pituus on vähennetty.

Huolimatta siitä, kuparin tappion minimoinnin on edelleen keskeinen suunnittelutavoite. Tätä tavoitellaan käyttämällä matalavastuisia johtimia ja optimoimalla vikkelöiden suunnittelua. Tehokas lämmönsiirto on olennaista varmistaaksemme, että transformaattori toimii turvallisissa lämpötilarajoissa.