Els primers comptadors d’electricitat van aparèixer al segle XIX. Això s’explica amb estudis massius de l’electromagnetisme, que van ser realitzats per científics. Avui en dia, els comptadors d’electricitat es divideixen en diversos tipus i s’instal·len a totes les habitacions on la gent consumeix electricitat. La seva tasca principal és estabilitzar i, si s'utilitza correctament, minimitzar les factures de serveis.
Classificació dels comptadors d’electricitat
Tots els comptadors d’electricitat es classifiquen per tipus en funció del tipus de connexió, les característiques de disseny i els valors mesurats. Els dispositius es divideixen en connectats directament a la línia elèctrica i els dispositius connectats al circuit elèctric mitjançant transformadors de mesura.
En funció de les característiques de disseny, els comptadors elèctrics es divideixen en els següents tipus:
- Electromecànica o d’inducció. El principi de funcionament del comptador elèctric és el següent: la part mòbil feta d'un material conductor està directament afectada pel camp magnètic, format per bobines conductores estacionàries. La part mòbil és el disc i les bobines produeixen corrents, impulsant aquest disc. La quantitat de recursos consumits és directament proporcional al nombre de revolucions d'aquest disc.
Comptador d'inducció tarifari únic - Dispositiu de mesurament estàtic o electrònic. El principi de funcionament d’un mesurador d’energia electrònica és el següent: electrònic, són d’estat sòlid, les parts són susceptibles a tensió i corrent altern, cosa que crea impulsos a la sortida, la quantitat dels quals és igual al volum del recurs energètic mesurat. Un dispositiu de mesurador elèctric permet mesurar l'energia activa convertint els senyals de corrent i la tensió analògica en comptes de polsos.
- Els tipus híbrids de dispositius de dosificació són bastant rars. Una característica del dispositiu del mesurador elèctric és la similitud del disseny dels dispositius mecànics i electrònics.
Els comptadors elèctrics es classifiquen en diversos tipus segons els valors mesurats i el nombre de tarifes. En el primer cas, els dispositius de dosificació són monofàsics i trifàsics, en el segon, monofàsics i bidireccionals.
El dispositiu i principi de funcionament del mesurador elèctric
Per registrar en temps real i contínuament el consum d’energia activa de corrent altern, cal instal·lar comptadors d’inducció monofàsics o trifàsics. Si és important tenir en compte el corrent directe, molt estès al ferrocarril i a tot tipus de vehicles elèctrics, es munten dispositius de dosificació electrodinàmica.
Els mesuradors elèctrics d’inducció estan equipats amb un disc d’alumini, quan es consumeix el recurs, aquest element en moviment gira a causa dels fluxos de vòrtex creats per les bobines d’inducció. En aquest cas, hi ha dues forces diferents: el camp magnètic de les bobines d’inducció i el camp magnètic dels corrents de tensió. Els corrents resultants flueixen en un circuit de càrrega paral·lela. Cada bobina està equipada amb un nucli que es magnetitza mitjançant corrent altern. L’efecte del corrent altern continu continua en el fet que els pols dels electroimants canvien constantment. Això condueix al pas entre un camp magnètic. És el que tira el disc d’alumini darrere, formant una rotació.
La velocitat de gir del disc és directament proporcional a la magnitud dels corrents a les dues bobines.En la producció de comptadors elèctrics s’utilitzen tècniques de connexió senzilles des de la mecànica, a causa de les quals el disc giratori està connectat amb les lectures digitals del panell.
La comptabilitat del recurs consumit es basa en la tensió d’avanç i la tensió de corrent. Totes les dades s’indiquen a l’indicador; en models avançats, les dades s’emmagatzemen a la memòria del dispositiu.
En els últims anys, la gent ha preferit cada cop més les estructures electròniques de dues tarifes. La següent llista d'avantatges s'explica amb un augment continu de la demanda:
- Els dispositius llegeixen informació amb més precisió, cosa que redueix el cost de les factures de serveis.
- En comparació amb els comptadors elèctrics mecànics, tenen una mida compacta i un aspecte més atractiu.
- Canviar automàticament les tarifes de dia i de nit, no cal la participació humana. Fins i tot a la fase de producció, el dispositiu està programat per a dos intervals de temps: de 07:00 a 23:00 i de 23:00 a 07:00.
- Els models avançats han de revisar-se una vegada entre 5 i 16 anys. Aquesta verificació és necessària per a la correcta comptabilitat i meritació de fons. La companyia subministradora hauria de verificar-la.
La primera comprovació del rendiment del dispositiu es fa a la fàbrica, la data ha de ser indicada a la documentació adjunta.
Entre els desavantatges dels dispositius de dosificació de dues tarifes, es distingeixen els costos elevats i la seva no fiabilitat en comparació amb els homòlegs mecànics. Tal com mostra la pràctica, els models electrònics sovint fracassen.
Esquema esquemàtic del mesurador elèctric
L’esquema de funcionament de tot tipus d’aparells elèctrics no té diferències fonamentals, tots són similars.
Per mesurar la potència hi ha diversos sensors senzills:
- Sensors de tensió, el funcionament dels quals es basa en un conegut circuit divisori.
- Sensors de corrent basats en un shunt ordinari per on passa la fase de la xarxa elèctrica.
El senyal que es detecta per aquests sensors és petit, per la qual cosa s’ha d’amplificar mitjançant amplificadors electrònics. Després, es realitza un processament analògic-digital per transformar els senyals i multiplicar-los.
Els passos següents són filtrar el senyal digitalitzat i mostrar dades a la pantalla:
- integració;
- indicació;
- càlculs de transferència;
- conversió.
En aquest esquema, els sensors d'entrada utilitzats no són capaços de proporcionar mesures d'una classe d'alta precisió de vectors i, per tant, el càlcul de potència.
Si cal una precisió de mesura alta, el circuit també està equipat amb transformadors especials de mesurament.
Si, en comparació, considerem l’esquema bàsic de funcionament d’un mesurador electrònic monofàsic, en ell el VT també està connectat a zero i fase, i el CT és un component integral d’un trencament de fil de fase. Com que els senyals provenen de dos transformadors, no és necessària una amplificació addicional del senyal. Totes les transformacions posteriors són realitzades pel microcontrolador, que controla la pantalla, la memòria d’accés aleatori i el relé electrònic. El senyal de sortida a través de RAM es pot transmetre més al canal d'informació.
