Măsurarea Wireless a Energiei Electrice

I. Măsurarea energiei electrice

Se ştie că energia reprezintă puterea consumată în unitatea de timp. Dacă puterea rămâne constantă într-un anumit interval de timp t2–t1, se poate considera energia consumată în intervalul respectiv de timp ca fiind:

(1.1.)

În general însă, în practică puterea nu rămâne constantă. În acest caz, se poate împărţi intervalul de timp t2–t1 în intervale mici de timp Δt, în care să se considere că puterea rămâne constantă. În această ipoteză, energia activă consumată în intervalul de timp t2–t1 se poate considera a fi egală cu suma energiilor active elementare consumate în intervalele Δt. Deci:

(2.1.)

unde

(3.1.)

În mod analog se poate defini energia reactivă ca fiind:

(4.1.)

Unitatea de măsură pentru energia activă este wattsecunda, iar pentru energia reactivă este varsecunda. În practică se folosesc multiplii wattoră şi kilowattoră şi respectiv varoră şi kilovaroră.

Energia electrică se măsoară cu aparate numite contoare. Contoarele sunt alcătuite dintr-un dispozitiv wattmetric al cărui cuplu activ este proporţional cu puterea şi un mecanism integrator care însumează energiile elementare într-un anumit interval de timp.

În funcţie de mărimea măsurată, contoarele pot fi de energie activă sau de energie reactivă.

În funcţie de principiul de funcţionare, contoarele pot fi electrodinamice sau de inducţie. Cel mai răspândit contor este contorul de inducţie. El funcţionează însă numai în curent alternativ. Pentru măsurarea energiei în curent continuu se folosesc contoare electrodinamice.

I.1. Construcţia şi principiul de funcţionare al aparatelor de inducţie

La baza principiului de funcţionare al aparatelor de inducţie stă interacţiunea dintre curenţii turbionari induşi într-o armătură metalică neferomagnetică şi două sau mai multe fluxuri magnetice alternative care au creat aceşti curenţi. Deoarece principiul fundamental al acestui dispozitiv este inducţia electromagnetică, instrumentele de inducţie pot funcţiona numai în curent alternativ sau, în general, numai în regim variabil.

Dispozitivele de inducţie se clasifică în dispozitive cu un flux sau cu mai multe fluxuri, după cum echipajul mobil este intersectat de unul sau mai multe fluxuri.

I.1.1. Dispozitivul de inducţie cu un flux

Din punct de vedere constructiv, dispozitivul de inducţie este alcătuit dintr-un electromagnet, o armătură neferomagnetică, un ax mobil, resorturi spirale, un ac indicator, un magnet permanent şi o scară gradată.

Curentul I parcurgând bobina electromagnetului dă naştere la fluxul .

Valoarea efectivă a acestui flux este proporţională cu curentul I şi defazat în urmă cu unghiul (de avans histerezis). Acest flux străbate armătura mobilă conductoare, inducând în ea o tensiune electromotoare ce creează curenţi electrici circulari care se închid în jurul liniilor de flux care îi determină.

În urma interacţiunii fluxului electromagnetic cu curentul indus Id apare o forţă care va crea un cuplu ce va pune discul în mişcare.

Deviaţia permanentă va fi cu atât mai mare, cu cât inductivitatea discului este mai mare. Deoarece sensibilitatea acestui tip de dispozitiv este redusă, el nu se mai foloseşte, locul lui fiind luat de dispozitivele cu mai multe fluxuri.