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Kupferverluste

Die Kupferverluste werden hauptsächlich durch den ohmschen Widerstand der im Transformator verwendeten Leiter hervorgerufen. Der Stromfluß durch diesen Widerstand verursacht eine Verlustleistung, die dann sekundärseitig fehlt.

Formel K.1: Berechnung der Kupferverluste aus primären und sekundären Wicklungswiderständen und Stromstärken

Daraus resultiert dort ein geringer Spannungsabfall gegenüber Leerlaufbetrieb.

Bei sehr großen Transformatoren ist neben diesem direkten ohmschen Anteil der K. noch folgende Verlustleistung zu berücksichtigen:

Der Anteil der durch das Streufeld im Kupfer hervorgerufenen Wirbelstromverluste kann nicht mehr vernachlässigt werden. Sie lassen sich in Form einer zusätzlichen, in Reihenschaltung mit der Primärwicklung verketteten Sekundärwicklung darstellen.
Der Widerstand dieser Wicklung sinkt mit steigendem Streufeld, weil die Eindringtiefe der Feldlinien in das Kupfer mit der Flußdichte zunimmt.

Daher steigen diese Verluste im Unterschied zu den normalen Kupferverlusten ungefähr linear mit der Stromstärke an.

Der Kupferwiderstand im Ersatzschaltbild verhält sich deshalb nicht mehr nach dem ohmschen Gesetz und die Ergebnisse, die das Ersatzschaltbild liefert sind für große Transformatoren nicht so exakt.

Dennoch werden diese Wirbelstromverluste den Kupferverlusten zugerechnet. Sie sollten nicht mit den Wirbelstromverlusten des Eisens im Kern oder den größtenteils aus Wirbelstromverlusten bestehenden Zusatzverlusten verwechselt werden.

Bei Transformatoren mit hohen Leiterquerschnitten kann es vorkommen, daß es nicht ausreicht den Gleichstromwiderstand der Wicklungen der Berechnung zugrunde zu legen, sondern man muß die Stromverdrängung berücksichtigen.

Die K. entsprechen bei Nennlast ziemlich genau der Kurzschlußleistung  Pk . Sie hängen wie auch der spezifische Widerstand von Kupfer von der Temperatur ab, bei höherer Temperatur werden sie größer.