Счетчики электроэнергии

Вы также можете использовать счетчик электроэнергии, чтобы узнать мощность любого электроприбора, если она неизвестна. Например, допустим, вы хотите узнать мощность электрического чайника.

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам из набора, вам необходимо добавить его в свой личный кабинет, купив его в каталоге.

Получите удивительные возможности

Конспект урока “Электроизмерительные приборы

В настоящее время существуют специальные приборы, с помощью которых можно проводить измерения более 50 электрических величин. Напомним, что в список электрических величин входят сила тока, напряжение, мощность, сопротивление, частота, емкость, индуктивность, отношение токов и напряжений и т.д. Такие устройства называются электроизмерительные приборы ..

Таким образом, электрические измерительные приборы – это класс устройств, используемых для измерения различных электрических величин.

Они используются для контроля работы электроустановок, их тестирования и измерения потребляемой ими электроэнергии.

Широко распространены электрические измерительные приборы. Они используются в энергетике, связи, промышленности, транспорте, научных исследованиях, медицине и домашних хозяйствах для измерения потребления электроэнергии.

В зависимости от назначения электроизмерительные приборы делятся на амперметры (для измерения силы тока), вольтметры (для измерения напряжения), ваттметры (для измерения мощности), омметры (для измерения сопротивления), частотомеры (для измерения частоты переменного тока), счетчики электроэнергии и другие.

Электрические счетчики бывают двух типов: стрелочные приборы и цифровой.

Измерения с помощью цифрового прибора довольно просты. Вам просто нужно подключить его к электрической цепи, и измеренное значение будет отображаться на экране.

Ручные приборы с одним пределом шкалы также очень просты в использовании. Предел измерения прибора – максимальное значение измеряемого параметра. Когда измеряемая электрическая величина прикладывается к измерительному механизму прибора, стрелка на его оси поворачивается на определенный угол, который используется для определения значения измеряемой величины на шкале прибора.

На экране показаны примеры шкал амперметра и вольтметра.

Например, амперметр может измерять ток до 2 ампер, а вольтметр – напряжение до 4 вольт. На рисунке игла амперметра показывает силу тока 1,5 ампера, а игла вольтметра – напряжение 3 вольта.

С другой стороны, если измерительный прибор имеет несколько пределов измерения, работа с ним несколько усложняется. Приборы имеют либо дополнительные клеммы, либо концевой выключатель для изменения предельного значения.

Вернемся к нашим амперметру и вольтметру и представим, что амперметр имеет второй предел измерения 8 ампер в дополнение к пределу 2 ампера, а вольтметр имеет, скажем, 20 вольт. В этот момент имеет смысл вспомнить значение деления шкалы. Это можно определить, разделив значение верхнего предела измеряемой величины на данной шкале на количество делений. Тогда при тех же пределах измерения и том же отклонении стрелок амперметра и вольтметра ток и напряжение придется определять на основе числа делений, на которые указывает стрелка прибора, умноженного на величину деления.

Давайте определим величину деления нашего амперметра и вольтметра. Поэтому мы делим новый предел измерения 8 ампер на количество делений на шкале и получаем 40. Далее мы видим, что значение деления амперметра равно:

.

То же самое делаем с вольтметром. Разделите предел измерения нового вольтметра 20 вольт на количество делений на шкале, которое равно 40. Получаем, что значение деления вольтметра составляет:

.

Теперь определим значения амперметра и вольтметра. Затем амперметр показывает:

,

.

В цепях постоянного тока при включении измерительных приборов важно понимать полярность источника тока и приборов. Чтобы облегчить подключение измерительных приборов к электрической цепи постоянного тока, полярность всегда указывается рядом с их клеммами.

Помните, что положительный полюс источника тока всегда подключен к знаку плюс измерительного прибора, а отрицательный полюс источника тока – к знаку минус измерительного прибора.

На экране вы видите схему подключения измерительных приборов в электрической цепи постоянного тока.

Обратите внимание, что амперметр подключен последовательно с нагрузкой, а вольтметр подключен параллельно нагрузке.

Информацию о типе электроизмерительного механизма прибора, его способности работать в цепях постоянного или переменного тока и других особенностях можно получить из символов на шкале прибора.

Например, символ “” означает, что устройство предназначено для использования только в электрических цепях постоянного тока.

Символ “” указывает, что устройство предназначено для использования в электрических цепях переменного тока.

Далее символ ” ” указывает на то, что аппарат предназначен для использования только в цепях переменного тока.” ” означает, что устройство предназначено для использования в электрических цепях постоянного и переменного тока.

Вы уже познакомились с амперметрами, вольтметрами и другими электроизмерительными приборами на уроках физики. Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, что в каждом доме также есть электроизмерительные приборы? Одним из них является счетчик электроэнергии ..

Мы используем его, чтобы узнать, сколько энергии используется в наших домах. Эта энергия измеряется в киловатт-часах (кВтч). Энергия, взятая из сети, регистрируется механизмом счетчика.

Потребление электроэнергии определяется за определенный период времени, обычно за месяц. Чтобы определить это, необходимо знать начало и конец счетчика. Разница между этими показаниями и есть количество использованной электроэнергии. Его стоимость можно рассчитать, умножив потребление электроэнергии на определенный тариф.

Все электрические параметры счетчика электроэнергии отображаются на панели счетчика в окне в корпусе. Этими параметрами являются: максимальное рабочее напряжение, сила тока, частота сети, единицы измерения электроэнергии, класс точности счетчика и его коэффициент, т.е. сколько оборотов циферблата соответствует 1 киловатту в час.

Например, на паспортной табличке счетчика указаны следующие параметры: максимальное напряжение 250 В; сила тока 10 ампер; частота сети 50 герц; 1 киловатт в час равен 2500 оборотов на диск; класс точности 2,5 %.

На основании этих данных мы можем легко рассчитать номинальную мощность счетчика. Для этого мы можем использовать следующую формулу: . Тогда номинальная мощность нашего измерителя равна: .

Параметры счетчика позволяют нам увеличить эту мощность на 20%, т.е. в 1,2 раза. Тогда максимально допустимая мощность счетчика и нагрузки будет равна: .

Вы также можете использовать счетчик электроэнергии для определения мощности любого электроприбора, если она неизвестна. Например, мы хотели бы узнать мощность электрического чайника.

Для этого мы выключаем все приборы в квартире, кроме того, мощность которого мы хотим определить. Затем мы включаем прибор в сеть (в данном случае чайник), берем секундомер и наблюдаем за движением циферблата на счетчике. Когда отметка на циферблате измерителя совпадет с гребнем или стрелкой на его циферблате, включаем секундомер и засекаем 10-20 оборотов циферблата.

Предположим, что диск делает 20 оборотов за 19 секунд. Используя полученные данные, определите энергию, потребляемую нагрузкой за 1 секунду, т.е. ее мощность. Для этого используйте коэффициент счетчика для расчета цены одного оборота диска, который называется номинальная константа счетчика. Константа счетчика обычно выражается в ваттах в секунду на оборот. Поэтому один киловатт в час переводится в ватты в секунду. . Затем разделите это на 2 500 об/мин, мы получим, .

Затем мы умножаем номинальную постоянную на количество оборотов, которых у нас 20, и рассчитываем количество электроэнергии, полученной нагрузкой. Мы получаем,
.

Затем мы делим использованную энергию на время и получаем мощность, которая равна .

Мы знаем, что напряжение в сети составляет 220 вольт, поэтому для расчета тока мы можем использовать генерируемую мощность. Она равна .

Важно знать, что каждый измерительный прибор работает с определенной погрешностью. В приведенном примере погрешность измерительного прибора не должна превышать 2,5 %.

Фактическая погрешность счетчика может быть оценена практически. Для этого к сети последовательно подключаются нагрузки известной мощности. Как и в предыдущем примере, используйте секундомер для определения времени, которое соответствует 20 оборотам циферблата измерителя, для каждого прибора. Для повышения точности рекомендуется измерять время для каждого устройства не менее 3-5 раз. Затем на основе полученных данных рассчитывается средний результат. Затем мощность каждого прибора рассчитывается на основе потребленной энергии и среднего времени и сравнивается с номинальной мощностью.

Если между экспериментальными данными и таблицей данных имеется значительное расхождение, вы можете сделать вывод о завышенных или заниженных показаниях счетчика электроэнергии и обратиться в коммунальную компанию для его замены.

Конспект урока

В этом уроке мы говорили о счетчиках электроэнергии. Мы узнали, что электроизмерительные приборы – это класс устройств, которые используются для измерения различных электрических величин. Они используются для контроля работы электрических систем, их тестирования и измерения количества используемой электроэнергии. Мы также увидели электросчетчик, который есть в каждом доме, – счетчик электроэнергии. Мы рассмотрели, как это работает.

В зависимости от способа измерения счетчики электроэнергии можно разделить на счетчики прямого и сравнительного учета.

§ 95 Назначение и типы электроизмерительных приборов

Электросчетчики используются для контроля работы электроустановок, их проверки и учета потребления электроэнергии. В зависимости от назначения электроизмерительные приборы делятся на амперметры (измерители тока), вольтметры (измерители напряжения), ваттметры (измерители мощности), омметры (измерители сопротивления), частотомеры (измерители частоты переменного тока), счетчики электроэнергии и т.д.

Существуют две категории электроизмерительных приборов: оперативные – для контроля работы электроустановок в производственных условиях, и эталонные – для калибровки и периодических испытаний оперативных приборов. Электроизмерительные приборы широко используются на железнодорожном транспорте при эксплуатации и ремонте тепловозов и оборудования железнодорожного электроснабжения.

Виды оборудования.

В зависимости от метода отсчета электроизмерительные приборы делятся на приборы прямого измерения и приборы сравнения.

Приборы прямой оценки, или индикаторные приборы, – это приборы, с помощью которых можно считывать измеренное значение непосредственно на шкале. К ним относятся амперметры, вольтметры, ваттметры и т.д.

Основной частью каждого прибора является измерительный механизм. Когда измеряемая электрическая величина (ток, напряжение, мощность и т.д.) воздействует на измерительный механизм прибора, соответствующий сигнал поступает на считывающее устройство, по которому определяется значение измеряемой величины.

По конструкции считывающего устройства индикаторные приборы делятся на приборы с механическим указателем (стрелочным), со световым указателем (зеркальным), с пишущим устройством (самопишущим) и электронные приборы с указателем или индикатором для цифрового считывания. В стрелочном приборе измерительный механизм поворачивает стрелку на определенный угол, что определяет значение измеряемой величины (шкала прибора градуирована в соответствующих единицах: амперах, вольтах, ваттах и т.д.).

В электроизмерительных приборах измерения производятся путем сравнения измеряемой величины с эталоном или стандартом. К ним относятся различные мосты сопротивления и компенсационные измерительные устройства (потенциометры). Последние измеряют разность между измеренным напряжением или током и компенсирующим опорным напряжением (например, током). В качестве прибора сравнения обычно используется гальванометр.

Работа приборов прямого измерения основана на различных проявлениях электрического тока (магнитного, теплового, электродинамического и т.д.), с помощью которых можно вызвать движение стрелки с помощью различных измерительных механизмов.

В зависимости от принципа действия измерительного механизма электроизмерительные приборы относятся к различным системам: магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, тепловой, индуктивной и т.д. Каждая из этих систем имеет свое собственное обозначение.

Они могут быть установлены с противодействующей возвратной пружиной или без нее. В последнем случае они называются логометры.

Каждый электроизмерительный прибор имеет определенную погрешность, которая определяется трением в его осях, допусками на изготовление отдельных деталей, гистерезисом в магнитной системе и т.д.

Для оценки точности измерения используется следующая концепция относительная ошибка δx%. Это отношение абсолютной погрешности Δx, возникающей при измерении (разница между измеряемой величиной x_z и его истинное значение х_д), к истинному значению измеряемого вещества в процентах:

δx% = (x_z– х_д)/х_д * 100 (91)

Эта погрешность различна для разных значений измеряемой величины, т.е. для разных делений шкалы. Таким образом, точность электроизмерительных приборов оценивается по основная уменьшенная ошибка _ϒx, которая равна отношению максимальной абсолютной ошибки Δx_max для данного инструмента к наибольшему (номинальному) значению х_{номинальный} это максимальное значение (номинальное значение) величины (тока, напряжения, мощности и т.д.), которое может измерить прибор:

Основной приведенной погрешностью считается погрешность прибора при нормальных условиях эксплуатации. Отклонения от этих условий приводят к дополнительным погрешностям: температурным погрешностям (вызванным изменениями температуры окружающей среды), погрешностям, вызванным внешними магнитными полями, погрешностям, вызванным изменениями частоты переменного тока, и т.д.

Магнитоэлектрический прибор с подвижной катушкой

Магнитоэлектрический прибор с подвижным магнитом

Электродинамическое устройство

Электромагнитный прибор

Электродинамический прибор

Отклонение стрелки гальванометра пропорционально току, протекающему через катушку. Это позволяет отмечать на шкале прибора ток, соответствующий различным углам поворота рамки, т.е. калибровать прибор. Сила тока, соответствующая колебанию стрелки гальванометра по шкале, характеризует чувствительность прибора. Согласно закону Ома, ток в цепи прямо пропорционален напряжению, поэтому шкала прибора также может быть откалибрована в единицах напряжения. Поэтому измерительными приборами, используемыми в цепях постоянного тока, являются гальванометры в системе амперметра или вольтметра.

Электроизмерительные приборы – типы и классификация с примерами

В зависимости от физических законов, лежащих в основе работы измерительного механизма, различают электроизмерительные приборы магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические и электростатические системы.

Эксплуатация электроизмерительных приборов в магнитоэлектрической системе основан на магнитном действии электрического тока. Основной частью этих счетчиков является гальванометрВ гальванометре сила Ампера действует на катушку проволоки, намотанную на железную рамку, по которой течет ток. Как показано на рисунке 200, катушка (обычно прямоугольной формы), содержащая N витков провода, помещается в поле

Упругие силы, возникающие при закручивании пружины, препятствуют вращению рамы. Они прямо пропорциональны углу закручивания пружины. Катушка с прикрепленным к ней указателем вращается до тех пор, пока момент, создаваемый пружиной, не уравновесит момент, создаваемый магнитными силами.

Отклонение стрелки гальванометра пропорционально току, протекающему через катушку. Это позволяет отмечать на шкале прибора значения тока, соответствующие различным углам поворота рамки, т.е. программировать прибор. Сила тока, соответствующая колебанию стрелки гальванометра по шкале, характеризует чувствительность прибора. Согласно закону Ома, ток в цепи прямо пропорционален напряжению, поэтому шкала прибора также может быть масштабирована в единицах напряжения. Поэтому измерительными приборами, используемыми в цепях постоянного тока, являются гальванометры, настроенные как амперметры или вольтметры.

Благодаря низкому сопротивлению катушки гальванометра (R

10 Ом) можно измерить максимальную силу тока гальванометра и максимальное напряжение Чтобы использовать гальванометр в качестве амперметра, параллельно катушке необходимо подключить шунт, сопротивление которого намного меньше сопротивления катушки. Чтобы использовать гальванометр в качестве вольтметра, необходимо последовательно с гальванометром подключить дополнительное сопротивление, сопротивление которого намного больше сопротивления катушки.

Широкий ассортимент амперметров и вольтметров постоянного и переменного тока производится на основе магнитоэлектрического измерительного механизма (в цепях переменного тока к гальванометру подключается диод в дополнение к шунту или добавочному сопротивлению).

Эксплуатация инструментов электромагнитная система основан на явлении втягивания железного сердечника в катушку с током (рис. 201). Работа электромагнитной системы основана на тянущем действии железного сердечника на катушку (рис. 201).
Электромагнитная система обладает меньшей чувствительностью, чем другие системы.

В устройствах с электромагнитной системой измеряемый ток проходит через неподвижную катушку, а вращение подвижной системы индуцируется путем втягивания в катушку стального сердечника, соединенного с подвижной системой. Обмотка катушки амперметра состоит из нескольких или десятков витков. В вольтметре обмотка катушки имеет несколько тысяч витков и дополнительный резистор.

Приборы этой системы в основном используются в качестве щитовых амперметров и вольтметров для измерений в цепях переменного тока промышленной частоты.

Приборы электромагнитной системы могут использоваться для измерений как в цепях постоянного, так и переменного тока.

Приборы электромагнитных систем электродинамическая система основан на взаимодействии проводников с током (рис. 202).

В отличие от магнитоэлектрических приборов, электродинамические приборы не имеют постоянного магнита. Внутри неподвижной катушки находится подвижная катушка. Подвижная часть вращается за счет притяжения или отталкивания двух катушек, через которые проходит ток. В амперметре и вольтметре катушки соединены последовательно, и через них протекает один и тот же ток. В этом случае результирующий вращающий момент пропорционален квадрату тока.
Приборы электродинамической системы могут быть использованы для измерения мощности, т.е. служить ваттметрами. Для этого неподвижная катушка подключается последовательно с приемником, а подвижная катушка подключается параллельно с приемником через дополнительный резистор. Вращающий момент, действующий на подвижную катушку, пропорционален произведению токов в двух катушках. Ток в первой катушке равен току в рабочей цепи, а ток во второй катушке пропорционален напряжению в рабочей цепи. Их произведение пропорционально мощности.

Лабораторные многополюсные амперметры, вольтметры и ваттметры производятся на основе электродинамического измерительного механизма. Эти приборы используются для измерения цепей постоянного и переменного тока. В последнем случае они дают наиболее надежные показания.

Эксплуатация приборов электростатическая система основана на электростатическом взаимодействии противоположно заряженных проводников, один из которых представляет собой движущуюся АВ (рис. 203).

Эти устройства могут измерять только напряжение.
Основным применением электростатических приборов является измерение высоких напряжений в цепях переменного и постоянного тока. Верхний предел измерения составляет до 100 кВ, а диапазон частот – до 20 МГц.

Иногда измерительный механизм электростатических измерительных приборов основан на тепловое воздействие тока. Основной частью измерительного механизма в этом случае является тонкая платино-иридиевая проволока АВ, натянутая между двумя клеммами (рис. 204).

Когда по нему течет ток, проволока нагревается и удлиняется. Удлинение проволоки вызывает поворот блока стрелок, закрепленного на той же оси. Таким образом, для каждого значения тока существует определенный угол поворота стрелки.

Следует отметить, что любой электроизмерительный прибор должен иметь такое устройство, чтобы его включение в цепь не вызывало видимого изменения ни тока, ни напряжения в цепи, иначе невозможно будет измерить истинные значения этих величин.

Сегодня широко используются цифровые амперметры и вольтметры.
Обозначения электроизмерительных приборов и их функции приведены в таблице 5.
Условные обозначения приведены в таблице 5.

Таблица 5
Символы электроизмерительных приборов

При копировании любых материалов с сайта evkova.org активная ссылка на www.evkova.org обязательна.

Сайт создан командой педагогов на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи.

Сайт написан, поддерживается и управляется командой учителей

Whatsapp и логотип Whatsapp являются торговыми марками корпорации WhatsApp LLC.

Данный веб-сайт носит исключительно информационный характер и ни при каких обстоятельствах не является публичной офертой в понимании статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Анна Евкова не предоставляет никаких услуг.

Типы электросчетчиков по виду тока:

Типы электроизмерительных приборов

В зависимости от метода измерения различают:

• Приборы, измеряющие методом прямой оценки (в процессе измерения измеряемая величина сразу же оценивается);
• Приборы, измеряющие методом сравнения (нулевой метод).

Типы электроизмерительных приборов в зависимости от вида тока:

• Прямая;
• AC;
• Переменный ток, однофазный;
• Переменный ток, трехфазный.

Электроизмерительные приборы в зависимости от измеряемой величины:

1. Для измерения напряжения – вольтметры, милливольтметры, гальванометры.
2. Приборы для измерения тока – амперметры, гальванометры, миллиамперметры.
3. Приборы для измерения мощности – ваттметры.
4. Приборы для измерения энергии – счетчики электроэнергии.
5. Приборы для измерения фазового угла – фазиметры.
6. Приборы для измерения сопротивления – омметры.
7. Частотомеры используются для измерения частоты переменного тока.

Различают классы точности:

• 0,05;
• 0,1;
• 0,2;
• 0,5;
• 1,0;
• 1,5;
• 2,5;
• 4,0;

По принципу действия электроизмерительные приборы бывают:

• Электромагнитный;
• Магнитоэлектрический;
• Электродинамический;
• Индуктивный;
• Ферродинамика;
• Электронные;
• Термоэлектрический;
• Электрохимический;
• Электростатика.

По способу получения справок:

• С прямым служебным подчинением;
• Саморегистрация.

По характеру применения:

1. Стационарные; монтируемые на панели;
2. Портативный;
3. Для мобильных установок.

К электроизмерительным приборам также относятся другие измерительные приборы, такие как преобразователи, измерительные приборы, сложные установки и т.д.

По назначению электроизмерительные приборы делятся на такие типы, как:

Назначение электроизмерительных приборов и их основные параметры

Чтобы понять назначение измерительных приборов, полезно знать их основные типы, которые включают приборы из таких категорий, как:

• эксплуатационные (используются для контроля определенного режима работы электроустановок на рабочем месте);
• Эталонный (используется для калибровки и проверки параметров рабочего оборудования).

По назначению электроизмерительные приборы делятся на такие типы, как:

• Приборы для измерения тока – амперметры;
• Точные измерители напряжения – вольтметры;
• Измерители мощности – ваттметры;
• Приборы для измерения сопротивления – омметры;
• Приборы для измерения частоты переменного тока – частотомеры;
• Универсальные счетчики электроэнергии.

Эти устройства можно классифицировать как устройства сравнительной или прямой оценки. По конструкции эти приборы можно разделить на механические стрелочные и зеркальные стрелочные приборы, и электронные (цифровые или стрелочные) и самопишущие приборы. Все измерения проводятся путем сравнения полученных значений с фиксированным эталоном. В зависимости от принципа действия эти устройства могут относиться к: тепловым, магнитоэлектрическим, индуктивным, электродинамическим, электромагнитным и другим системам.

Для определения качества устройства учитываются основные характеристики измерительных приборов, такие как:

• Точность измерений и приборов (относительная и фундаментальная приведенная погрешность).
• Разметка на рабочей шкале.
• Функциональность (количество функций).

Интернет-магазин Laserliner предлагает точные и надежные мультиметры, сочетающие в себе функции многих электроизмерительных приборов.

В-третьих, электроизмерительные приборы имеют различные классы точности.

Общие характеристики электроизмерительных приборов

Хотя функциональность этих измерительных устройств различна, большинство из них имеют общие элементы. Примером может служить корпус самого устройства. Необходимо хранить электроизмерительный механизм и защищать его от различных механических повреждений. Кроме того, многие приборы включают эквалайзер, который устанавливает указатель на нулевую точку шкалы. Это и есть сама шкала. Приборы также имеют переключатели для типа измеряемого тока и типа измеряемой величины, а также для самого измерительного механизма. Многие типы приборов также оснащены автономным источником питания.

Читайте далее:

• Измерительный инструмент – это инструмент для измерения. Что такое измерительный инструмент?.
• Ваттметр в розетке: какую мощность он измеряет, как его подключить.
• Прибор для измерения напряжения в электрической цепи.
• Что означает класс точности измерительного прибора; Школа для электриков: электротехника и электроника.
• Обзор и конструкция современных счетчиков электроэнергии Обзор и устройство современных счетчиков электроэнергии /.
• Весы – электромагнитное устройство – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1.
• Как проверить правильность подключения счетчика к проводу под напряжением.