O dispositivo e o princípio de operação dos medidores de eletricidade

Os primeiros dispositivos de medição de eletricidade surgiram no século XIX. Isso pode ser explicado pelos estudos massivos de eletromagnetismo realizados por cientistas. Hoje, os medidores de eletricidade estão divididos em vários tipos e são instalados em todas as instalações onde as pessoas consomem eletricidade. Sua principal tarefa é estabilizar e, se usado corretamente, minimizar as contas de serviços públicos.

Classificação dos dispositivos de medição de eletricidade

Todos os medidores de eletricidade são classificados por tipo, dependendo do tipo de conexão, características do projeto e valores medidos. Os dispositivos são divididos em conectados diretamente à linha de alimentação e dispositivos que são conectados ao circuito elétrico por meio de transformadores de medição.

Dependendo das características do projeto, os medidores elétricos são divididos nos seguintes tipos:

• Eletromecânica ou indução. O princípio de funcionamento do medidor elétrico é o seguinte: uma parte móvel feita de um material condutor é diretamente afetada por um campo magnético, que é formado por bobinas condutoras estacionárias. A parte móvel é um disco e as bobinas produzem correntes, impulsionando esse disco. A quantidade de recurso consumido é diretamente proporcional ao número de revoluções deste disco.

  

• Dispositivo de medição estática ou eletrônica. O princípio de funcionamento de um medidor eletrônico de eletricidade é o seguinte: eletrônico, são de estado sólido, as partes são suscetíveis aos efeitos da tensão e da corrente alternada, o que gera pulsos na saída, cujo número é igual ao volume do recurso de energia medido. Esse dispositivo medidor elétrico torna possível medir a energia ativa, convertendo a tensão e os sinais analógicos de corrente em pulsos de contagem.
• Tipos híbridos de dispositivos de medição são bastante raros. A peculiaridade do dispositivo medidor elétrico reside na semelhança do design dos 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 medidores são monofásicos e trifásicos, no segundo - monofásico e bifásico.

O dispositivo e o princípio de operação do medidor de eletricidade

Para registrar o consumo de energia ativa da corrente alternada em tempo real e de forma contínua, é necessário instalar dispositivos de medição por indução monofásicos ou trifásicos. Se a medição de corrente contínua, que é comum na ferrovia e em todos os tipos de transporte elétrico, é importante, dispositivos de medição eletrodinâmica são instalados.

Os medidores elétricos de indução são equipados com um disco de alumínio, quando o recurso é consumido, este elemento móvel gira devido aos fluxos de vórtices gerados pelas bobinas de indução. Nesse caso, duas forças diferentes são encontradas - o campo magnético das bobinas de indução e o campo magnético das correntes parasitas. As correntes resultantes fluem no circuito de carga paralelo. Cada bobina é equipada com um núcleo que é magnetizado por corrente alternada. A exposição à corrente alternada contínua faz com que os pólos dos eletroímãs mudem constantemente. Isso leva à passagem de um campo magnético entre eles. É isso que puxa o disco de alumínio junto com ele, formando uma rotação.

A velocidade de rotação do disco é diretamente proporcional à magnitude das correntes em ambas as bobinas. Na produção de medidores de energia elétrica, são utilizadas técnicas de conexão simples da mecânica, em que o disco giratório é associado às leituras digitais no painel.

A contabilidade do consumo é baseada na tensão e corrente direta. Todos os dados são alimentados para o indicador, em modelos avançados os dados são armazenados na memória do dispositivo.

Nos últimos anos, as pessoas cada vez mais preferem designs eletrônicos de duas tarifas. O aumento contínuo da demanda pode ser explicado pela seguinte lista de vantagens:

• Os aparelhos leem as informações com mais precisão, o que ajuda a reduzir as contas de luz.
• Em comparação com medidores mecânicos de eletricidade, eles são compactos em tamanho e mais atraentes na aparência.
• Eles mudam automaticamente para taxas diurnas e noturnas, sem necessidade de participação humana. Ainda na fase de produção, o aparelho é programado para dois intervalos de tempo - das 07:00 às 23:00 e das 23:00 às 07:00.
• Os modelos aprimorados precisam ser verificados uma vez a cada 5 a 16 anos. Essa verificação é necessária para a correção da contabilidade e do acúmulo de fundos. A verificação deve ser feita pela empresa fornecedora de energia.

A primeira verificação da operacionalidade do dispositivo é feita na fábrica, a data deve ser indicada na documentação que o acompanha.

Entre as desvantagens dos dispositivos de medição de duas tarifas, eles destacam o alto custo e sua insegurança em comparação com as contrapartes mecânicas. Como mostra a prática, os modelos eletrônicos falham com mais frequência.

Diagrama esquemático de um medidor elétrico

O esquema de funcionamento de todos os tipos de dispositivos elétricos não tem diferenças fundamentais, são todos semelhantes.

Vários sensores simples são usados ​​para medir a potência:

• Sensores de tensão cuja operação é baseada em um circuito divisor conhecido.
• Sensores de corrente baseados em um shunt comum, através do qual passa a fase da rede elétrica.

O sinal registrado por esses sensores é pequeno, por isso precisa ser amplificado com amplificadores eletrônicos. Em seguida, o processamento analógico-digital é realizado para transformar os sinais e multiplicá-los.

As próximas etapas são filtrar o sinal digitalizado e exibir os dados no visor do instrumento:

• integração;
• indicação;
• transferência de cálculos;
• transformação.

Neste esquema, os sensores de entrada usados ​​não são capazes de fornecer medições de uma alta classe de precisão vetorial e, portanto, o cálculo de potência.

Se for necessária uma alta precisão de medição, o circuito é equipado adicionalmente com transformadores de instrumentos especiais.

Se, em comparação, considerarmos o diagrama de princípio de funcionamento de um medidor eletrônico monofásico, nele o TP é adicionalmente conectado a zero e fase, e o TC é um componente integrante da ruptura do fio de fase. Uma vez que os sinais vêm de dois transformadores, nenhuma amplificação de sinal adicional é necessária. Todas as demais transformações são realizadas pelo microcontrolador, que controla o display, a memória de acesso aleatório e o relé eletrônico. O sinal de saída pode ser posteriormente transmitido através da RAM para o canal de dados.