交流電中的直流損耗？
01-12
目前在研究導線中的損耗問題，傳輸交流電的導線中會出現直流損耗和渦流損耗，直流通過Q=RI^2，請問此種電流是不是用交電流平均值來計算？還有這樣計算出來的單位是W，但如果不同長度的導體中的損耗必定不一樣，這個又怎麼考慮呢？還是說這裡的Q算出來是單位體積的損耗？
我看你添加了「變壓器」的標籤，估計你是在計算變壓器的損耗吧，就簡單提一下——
變壓器的損耗主要有兩種，一個是磁芯損耗，一個是線圈損耗，既然你問線圈損耗，那磁芯損耗就暫且不提線圈損耗主要是交流電和直流電帶來的熱損
1.熱損中直流電流是否是按照交流電流的平均值來取值的？並不是這需要看變壓器原副邊包含的直流交流成分而定，線圈發熱是功率損耗引起的。在高頻情況下，交流分量電流產生交流電阻損耗，直流分量產生直流電阻損耗。總損耗是兩者之和。因此計算線圈損耗前應當計算線圈電流的有效值。高頻變壓器涉及到的波形主要有三種
1.梯形波
2.連續三角波3.非連續三角波
根據不同的情況，是可以得到波形的函數表達式的。
那麼直流分量，其實就是電流的平均值，但是是總的輸入電流的平均值，那麼交流分量又應該如何計算呢？電流的有效值是根據電流的熱效應來規定的，既然直流電流已經知道，直流電流的有效值是等於其本身的，那麼我們只要計算出總的電流有效值，再減去直流電流有效值，剩下的就是交流電流有效值了。
2.這就是第二個問題。變壓器中的線圈電阻R如何確定？
先說剛才的問題，為什麼要把直流和交流分開來算，這主要是因為在高頻情況下直流電阻和交流電阻不一定相等造成的。下面就兩種情況簡單分析一下。1.先考慮單根導線磁場，載流導線總是兩條線，假設電流的迴流線相距非常遠，迴流線磁場不會對單根載流導線的磁場產生影響。如果流過導線的電流是直流或低頻電流，在導線內和導線的周圍將產生磁場，磁場從導體中心向徑向方向擴展開來。在導體中心點，磁場包圍的電流為零，磁場也為零；由中心點向徑向外延伸時，包圍的電流逐漸加大，磁場也加強，當達到導體表面時，包圍了全部電流，磁場也最強。在導體外面，包圍的電流不變，離開導線中心越遠，磁場也越弱。但是當導體通過高頻電流時，變化的電流就要在導體內和導體外產生變化的磁場。根據電磁感應定律，高頻磁場在導體內沿長度方向的兩個平面 產生感應電勢。此感應電勢在導體內整個長度方向產生的渦流阻止磁通的變化。最終主電流和渦流之和在導線表面加強，越嚮導線中心越弱，電流趨向於導體表面。這就是集膚效應。
對於直流電阻，由於磁場恆定，電流是均勻分布的，所以直流電阻就等於導線本身的電阻值。導線本身的電阻值由構成導線材料的電阻率，導線橫截面積，導線長度而定，具體公式你百度一下就知道了。 對於交流電阻，由於集膚效應的存在，導線中電流密度從導線表面到中心按指數規律下降。為便於計算和比較，工程上定義從表面到電流密度下降到表面電流密度的0.368（即1/e）的厚度為集膚深度或穿透深度Δ，即認為表面下深度為Δ的厚度導體流過導線的全部電流，而在Δ層以外的導體完全不流過電流。 對於導體而言，很明顯的可以由電阻的計算公式可以得到電阻值和導體橫截面積是成正比關係的，集膚深度計算得到之後，交流電通過導體的截面積也就知道了，導體本身的截面積也是清楚的，正比關係直接就能得到交流電阻。當然，若集膚深度大於了導線半徑，那麼可以認為交流電阻等於直流電阻。2.集膚效應是對於單根導線而言的，對於多層線圈而言，鄰近效應比集膚效應要更加顯著。
鄰近效應顧名思義，對於多根導線相鄰時磁場相互干擾造成的效應。兩根導線厚度大於集膚深度，流過相反的且相等的高頻電流和時，導線A流過的電流Ia產生的磁場фa 穿過導體B，與集膚效應相似，在導體B中產生渦流iab。在靠近A的一邊渦流與ib的方向一致，相互疊加；而在遠離A 的一邊，渦流與ib方向相反而抵銷。同理導線A中的電流受到導線B中電流ib產生的磁場作用，在靠近導線B的一邊流通。使得導體中電流擠在兩導體接近的一邊。這就是鄰近效應。 鄰近效應的計算比較複雜，但是又不能忽略，工程上一般直接查表，變壓器設計手冊上有總表，也就不再贅述。以上。R 就包含了線路長度、橫截面積、材料電阻率等信息
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