Os medidores de energia elétrica, comumente conhecidos como medidores elétricos, são dispositivos de medição utilizados pelas empresas da rede elétrica para medir a energia elétrica e são a porta de entrada para as empresas de energia liquidarem as contas de energia elétrica com os usuários.
O consumo de eletricidade também é chamado de energia elétrica e energia elétrica, que também obedece à fórmula física: W=P·t=U·I·tW=energia elétrica (a unidade é Joule J ); P=potência elétrica (unidade é Watt); U=valor de tensão (A unidade é volt V); I=valor atual (unidade é ampere A); t=tempo (a unidade é o segundo t); o princípio da medição do medidor de energia elétrica é o produto do valor da tensão, valor atual e tempo.
Como 1 quilowatt-hora (3600VAt) de energia elétrica é especificado como um quilowatt-hora, o medidor de energia elétrica também é chamado de medidor de watt-hora ou medidor de quilowatt-hora. Com o advento da segunda revolução tecnológica, a humanidade entrou na era elétrica. A energia elétrica é um novo tipo de energia, e seu medidor, o medidor de energia elétrica, também surgiu.
O desenvolvimento dos medidores de energia elétrica passou pelas seguintes etapas:
1. Medidor de energia elétrica tipo indução
Em 1880, o rei da invenção americana Edison fez o primeiro medidor de energia elétrica DC do mundo usando o princípio da eletrólise em laboratório.
Em 1889, o físico alemão Boutel desenvolveu um medidor de watt-hora de indução sem um núcleo de corrente separado.
Em 1890, apareceu um medidor de watt-hora de indução com um núcleo de ferro de corrente, mas o elemento de frenagem era um anel de cobre e o torque era gerado por um eletroímã CA.
No final do século XIX e início do século XX, os ímãs permanentes substituíram os eletroímãs, os discos de alumínio substituíram os discos de cobre e os medidores de watt-hora de indução foram formalmente produzidos.
O medidor de energia elétrica do tipo indução é comumente conhecido como medidor mecânico, que mede a energia elétrica acionando a placa de alumínio para girar por torque eletromagnético. O princípio de funcionamento do medidor de watt-hora de indução é que, quando a corrente alternada passa pelos componentes de corrente e tensão do medidor de watt-hora, as correntes parasitas são induzidas na placa de alumínio. Essas correntes parasitas interagem com o fluxo magnético alternado para gerar força eletromagnética, o que faz com que a placa de alumínio gire. Ao mesmo tempo, o eletroímã do freio também interage com o disco giratório de alumínio para gerar um torque de frenagem. Quando o torque de rotação é equilibrado com o torque de frenagem, o disco de alumínio gira a uma velocidade estável. O número de revoluções da placa de alumínio é proporcional à magnitude da energia elétrica medida, de modo que a energia elétrica consumida pode ser medida.
2. Medidor de energia elétrica de pulso de indução
O medidor de energia elétrica de pulso de indução ainda usa o mecanismo de medição do medidor de energia elétrica de indução como componente, e converte a energia elétrica em um sinal de pulso através do sensor fotoelétrico, e então usa o circuito eletrônico para processar o sinal de pulso, realizando assim a medição da energia elétrica. Porque este tipo de medidor de energia elétrica adota o elemento de medição do sistema indutivo com dispositivo de geração de pulso, também é chamado de medidor de energia elétrica tipo pulso eletromecânico.
Na década de 1970, os medidores de energia elétrica por pulso de indução foram amplamente popularizados em alguns países industrializados.
3. Medidor de watt-hora totalmente eletrônico
Com o desenvolvimento da tecnologia de eletrônica de potência e novos componentes, surgiram os medidores eletrônicos de watt-hora.
Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia e o avanço da tecnologia, surgiram medidores eletrônicos de watt-hora com longa vida útil, alta confiabilidade e forte anti-interferência. Suas funções começam a se diversificar, podendo medir parâmetros como energia elétrica ativa, energia elétrica reativa, tensão, corrente, potência aparente, fator de potência e tempo de perda de tensão.
O princípio dos medidores eletrônicos de watt-hora: use resistores divisores de tensão ou transformadores de tensão para transformar sinais de tensão em pequenos sinais que podem ser usados para medição eletrônica e use shunts ou transformadores de corrente para transformar sinais de corrente em pequenos sinais que podem ser usados para medição eletrônica medição. O chip de medição de energia elétrica da empresa realiza a multiplicação analógica ou digital dos sinais de tensão e corrente convertidos, acumula a energia elétrica e, em seguida, emite um sinal de pulso cuja frequência é proporcional à energia elétrica; o sinal de pulso aciona o motor de passo para acionar o contador mecânico para exibir, ou enviar a exibição digital é realizada após o processamento do microcomputador.
De acordo com a estrutura de medição, os medidores eletrônicos de energia elétrica são divididos em medidores de energia monofásicos, medidores de energia trifásicos de quatro fios e medidores de energia trifásicos de três fios. De acordo com seus usos, eles são divididos em medidores de energia ativos, reativos e padrão, medidores de energia multifuncionais, medidores de demanda máxima, medidor multitarifário, medidor de energia elétrica com taxa pré-paga. Recentemente, o medidor de energia elétrica está conectado com telefones celulares e outros dispositivos, que é chamado de medidor de energia elétrica da Internet das Coisas.