Liczniki energii elektrycznej, potocznie zwane licznikami energii elektrycznej, są urządzeniami pomiarowymi wykorzystywanymi przez firmy zajmujące się sieciami elektroenergetycznymi do pomiaru energii elektrycznej i stanowią bramę dla przedsiębiorstw energetycznych do rozliczania rachunków za energię elektryczną z użytkownikami.
Zużycie energii elektrycznej nazywane jest również energią elektryczną i energią elektryczną, co również jest zgodne z fizycznym wzorem: W=P·t=U·I·tW=energia elektryczna (jednostka to dżul J ); P=moc elektryczna (jednostka to wat); U=wartość napięcia (jednostka to wolt V); I=aktualna wartość (jednostka to amper A); czas t=(jednostka to sekunda t); Zasada pomiaru licznika energii elektrycznej jest iloczynem wartości napięcia, prądu i czasu.
Ponieważ 1 kilowatogodzina (3600 Vat) energii elektrycznej jest określona jako jedna kilowatogodzina, licznik energii elektrycznej jest również nazywany watogodziną lub licznikiem kilowatogodzin. Wraz z nadejściem drugiej rewolucji technologicznej ludzkość wkroczyła w erę elektryczną. Energia elektryczna jest nowym rodzajem energii, pojawiło się również jej urządzenie pomiarowe, licznik energii elektrycznej.
Rozwój liczników energii elektrycznej przeszedł przez następujące etapy:
1. Licznik energii elektrycznej typu indukcyjnego
W 1880 roku amerykański król wynalazku Edison wykonał w laboratorium pierwszy na świecie licznik energii elektrycznej prądu stałego wykorzystujący zasadę elektrolizy.
W 1889 r. niemiecki fizyk Boutel opracował watomierz indukcyjny bez oddzielnego rdzenia prądowego.
W 1890 roku pojawił się watomierz indukcyjny z żelaznym rdzeniem prądowym, ale elementem hamującym był miedziany pierścień, a moment obrotowy był generowany przez elektromagnes prądu przemiennego.
Pod koniec XIX i na początku XX wieku magnesy trwałe zastąpiły elektromagnesy, aluminiowe dyski zastąpiły miedziane, a formalnie wyprodukowano liczniki indukcyjne.
Licznik energii elektrycznej typu indukcyjnego jest powszechnie znany jako licznik mechaniczny, który mierzy energię elektryczną poprzez napędzanie aluminiowej płyty w celu obracania się pod wpływem momentu elektromagnetycznego. Zasada działania watomierza indukcyjnego polega na tym, że podczas przepływu prądu przemiennego przez składowe prądowe i napięciowe watomierza na płycie aluminiowej indukowane są prądy wirowe. Te prądy wirowe oddziałują ze zmiennym strumieniem magnetycznym, generując siłę elektromagnetyczną, która powoduje obrót aluminiowej płyty. Jednocześnie elektromagnes hamulca oddziałuje również z obracającą się tarczą aluminiową, generując moment hamowania. Kiedy moment obrotowy jest zrównoważony z momentem hamowania, aluminiowy dysk obraca się ze stabilną prędkością. Liczba obrotów płyty aluminiowej jest proporcjonalna do wielkości mierzonej energii elektrycznej, dzięki czemu można zmierzyć zużytą energię elektryczną.
2. Licznik energii elektrycznej z impulsem indukcyjnym
Miernik energii elektrycznej z impulsem indukcyjnym nadal wykorzystuje mechanizm pomiarowy indukcyjnego licznika energii elektrycznej jako komponent i przekształca energię elektryczną w sygnał impulsowy przez czujnik fotoelektryczny, a następnie wykorzystuje obwód elektroniczny do przetwarzania sygnału impulsowego, realizując w ten sposób pomiar energii elektrycznej. Ponieważ ten rodzaj licznika energii elektrycznej przyjmuje element pomiarowy układu indukcyjnego z urządzeniem generującym impulsy, nazywany jest również elektromechanicznym licznikiem energii elektrycznej typu impulsowego.
W latach 70. w niektórych krajach uprzemysłowionych szeroko spopularyzowano liczniki energii elektrycznej z impulsami indukcyjnymi.
3. W pełni elektroniczny licznik watogodzin
Wraz z rozwojem technologii energoelektronicznej i nowych komponentów powstały elektroniczne liczniki energii.
Wraz z rozwojem nauki i technologii oraz postępem technologii pojawiły się elektroniczne liczniki energii o długiej żywotności, wysokiej niezawodności i silnym działaniu przeciwzakłóceniowym. Jego funkcje zaczynają się różnicować i może mierzyć takie parametry jak energia elektryczna czynna, energia elektryczna bierna, napięcie, prąd, moc pozorna, współczynnik mocy, czas zaniku napięcia.
Zasada działania elektronicznych liczników watogodzin: używaj rezystorów dzielnika napięcia lub przekładników napięciowych, aby zamienić sygnały napięciowe na małe sygnały, które można wykorzystać do pomiarów elektronicznych, oraz użyj boczników lub przekładników prądowych, aby zamienić sygnały prądowe na małe sygnały, które można wykorzystać do pomiarów elektronicznych pomiar. Układ pomiaru energii elektrycznej firmy wykonuje analogowe lub cyfrowe zwielokrotnienie przetworzonych sygnałów napięciowych i prądowych, akumuluje energię elektryczną, a następnie wysyła sygnał impulsowy, którego częstotliwość jest proporcjonalna do energii elektrycznej; sygnał impulsowy napędza silnik krokowy do sterowania licznikiem mechanicznym w celu wyświetlenia lub wysłania Cyfrowy wyświetlacz jest wykonywany po przetworzeniu przez mikrokomputer.
Zgodnie ze strukturą pomiarową elektroniczne liczniki energii elektrycznej dzielą się na jednofazowe liczniki energii, trójfazowe czteroprzewodowe liczniki energii i trójfazowe trójprzewodowe liczniki energii. W zależności od zastosowania dzielą się na liczniki energii czynnej, biernej i standardowej, wielofunkcyjne liczniki energii, liczniki maksymalnego zapotrzebowania, liczniki wielotaryfowe, liczniki energii elektrycznej przedpłacone. W ostatnim czasie licznik energii elektrycznej jest połączony z telefonami komórkowymi i innymi urządzeniami, co nazywa się licznikiem energii elektrycznej Internetu Rzeczy.