Os primeiros medidores de eletricidade apareceram no século XIX. Isso pode ser explicado por estudos de massa de eletromagnetismo, realizados por cientistas. Hoje, os medidores de eletricidade são divididos em vários tipos e são instalados em todas as salas onde as pessoas consomem eletricidade. Sua principal tarefa é estabilizar e, se usada corretamente, minimizar as contas de serviços públicos.
Classificação de contadores de eletricidade
Todos os medidores de eletricidade são classificados por tipo, dependendo do tipo de conexão, recursos de projeto e valores medidos. Os dispositivos são divididos em conectados diretamente à linha de energia e os dispositivos conectados ao circuito elétrico usando transformadores de medição.
Dependendo dos recursos do projeto, os medidores elétricos são divididos nos seguintes tipos:
- Eletromecânica ou indução. O princípio de operação do medidor elétrico é o seguinte: a parte móvel feita de um material condutor é diretamente afetada pelo campo magnético, formado por bobinas condutoras estacionárias. A parte móvel é o disco e as bobinas produzem correntes, acionando esse disco. A quantidade de recursos consumidos é diretamente proporcional ao número de rotações deste disco.
Contador de indução de tarifa única - Dispositivo de medição estático ou eletrônico. O princípio de operação de um medidor de energia eletrônico é o seguinte: eletrônicos, são de estado sólido, partes suscetíveis à tensão e corrente alternada, o que cria pulsos na saída, cuja quantidade é igual ao volume do recurso energético medido. Esse dispositivo de medidor elétrico permite medir a energia ativa convertendo sinais de tensão e corrente analógica em pulsos contadores.
- Tipos híbridos de dispositivos de medição são bastante raros. Uma característica do dispositivo do medidor elétrico é a semelhança do design de dispositivos mecânicos e eletrônicos.
Os medidores elétricos são classificados em vários tipos, de acordo com os valores medidos e o número de tarifas. No primeiro caso, os dispositivos de medição são monofásicos e trifásicos, no segundo - monofásicos e com duas tarifas.
O dispositivo e o princípio de operação do medidor elétrico
Para registrar em tempo real e continuamente o consumo de energia ativa da corrente alternada, é necessário instalar medidores de indução monofásicos ou trifásicos. Se for importante levar em consideração a corrente contínua, generalizada na ferrovia e em todos os tipos de veículos elétricos, são montados medidores eletrodinâmicos.
Os medidores elétricos de indução são equipados com um disco de alumínio; quando o recurso é consumido, esse elemento em movimento gira devido aos fluxos de vórtice criados pelas bobinas de indução. Nesse caso, existem duas forças diferentes - o campo magnético das bobinas de indução e o campo magnético das correntes de Foucault. As correntes resultantes fluem em um circuito de carga paralelo. Cada bobina é equipada com um núcleo que é magnetizado por corrente alternada. O efeito da corrente alternada contínua leva ao fato de que os pólos dos eletroímãs estão mudando constantemente. Isso leva à passagem entre eles de um campo magnético. É isso que puxa o disco de alumínio para trás, formando uma rotação.
A velocidade de rotação do disco é diretamente proporcional à magnitude das correntes nas duas bobinas.Na produção de medidores elétricos, são utilizadas técnicas simples de conexão mecânica, devido às quais o disco rotativo é conectado às leituras digitais no painel.
A contabilização do recurso consumido é baseada na tensão direta e na corrente. Todos os dados são alimentados no indicador; em modelos avançados, os dados são armazenados na memória do dispositivo.
Nos últimos anos, as pessoas têm preferido cada vez mais estruturas eletrônicas de duas tarifas. O aumento contínuo da demanda é explicado pela seguinte lista de vantagens:
- Os dispositivos leem informações com mais precisão, o que reduz o custo das contas de serviços públicos.
- Comparados aos medidores elétricos mecânicos, eles têm um tamanho compacto e uma aparência mais atraente.
- Mudar automaticamente para tarifas diurnas e noturnas, não é necessária a participação humana. Mesmo na fase de produção, o dispositivo é programado para dois intervalos de tempo - das 07:00 às 23:00 e das 23:00 às 07:00.
- Modelos avançados precisam ser verificados uma vez por 5-16 anos. Essa verificação é necessária para a correta contabilização e acumulação de fundos. A verificação deve ser feita pela empresa de fornecimento de energia.
A primeira verificação do desempenho do dispositivo é realizada na fábrica, a data deve ser indicada na documentação anexa.
Entre as desvantagens dos dispositivos de medição de duas tarifas, destacam-se o alto custo e sua falta de confiabilidade em comparação com os equivalentes mecânicos. Como mostra a prática, os modelos eletrônicos geralmente falham.
Diagrama esquemático do medidor elétrico
O esquema de operação de todos os tipos de aparelhos elétricos não tem diferenças fundamentais, são todos semelhantes.
Para medir a potência, vários sensores simples estão envolvidos:
- Sensores de tensão, cuja operação se baseia em um circuito divisor conhecido.
- Sensores de corrente baseados em uma derivação comum pela qual passa a fase do cano principal elétrico.
O sinal detectado por esses sensores é pequeno e, portanto, precisa ser amplificado usando amplificadores eletrônicos. Então, o processamento analógico-digital é realizado para transformar os sinais e multiplicá-los.
As etapas a seguir estão filtrando o sinal digitalizado e exibindo dados no visor:
- integração;
- indicação;
- cálculos de transferência;
- conversão.
Nesse esquema, os sensores de entrada usados não são capazes de fornecer medições de uma classe de vetores de alta precisão e, portanto, o cálculo de potência.
Se for necessária alta precisão de medição, o circuito também é equipado com transformadores de medição especiais.
Se, em comparação, considerarmos o esquema básico de operação de um medidor eletrônico monofásico, nele o VT é adicionalmente conectado a zero e a fase, e o CT é um componente integrante da quebra do fio de fase. Como os sinais vêm de dois transformadores, a amplificação de sinal adicional não é necessária. Todas as transformações posteriores são realizadas pelo microcontrolador, controlando a tela, a memória de acesso aleatório e o relé eletrônico. O sinal de saída através da RAM pode ser transmitido para o canal de informação.
