La funció bàsica d'un comptador d'electricitat no és només mesurar la magnitud de la potència de càrrega, sinó també reflectir la durada de l'ús d'energia. Per aconseguir aquest objectiu, el mesurador ha de convertir el gran corrent de la xarxa elèctrica en un petit senyal per processar-lo pel xip de mesurament intern.
La funció bàsica d'un comptador d'electricitat no és només mesurar la magnitud de la potència de càrrega, sinó també reflectir la durada de l'ús d'energia. Per aconseguir aquest objectiu, el mesurador ha de convertir el gran corrent de la xarxa elèctrica en un petit senyal per processar-lo pel xip de mesurament intern.
Per què no podem mesurar directament grans corrents?
Això es deu principalment a consideracions pràctiques i de seguretat. Els corrents elèctrics domèstics i industrials poden arribar a desenes o fins i tot centenars d'amperes. Mesurar directament corrents tan grans no només suposaria una gran càrrega per al propi instrument de mesura, sinó que també suposaria greus perills per a la seguretat.
Els components de detecció de corrent actuen com a "escaladors de corrent" per als comptadors d'electricitat; redueixen proporcionalment el corrent a un nivell adequat per al circuit de mesura a processar. Aquesta conversió ha de ser el més precisa possible, ja que qualsevol error afectarà directament els càlculs de la factura elèctrica.
Actualment, els principals components de mostreig de corrent utilitzats en comptadors d'energia de CA inclouen resistències de derivació (anomenades derivacions) i transformadors de corrent (TC). Les diferències d'avantatges i desavantatges entre transformadors de corrent i derivacions provenen dels seus principis de funcionament i dissenys estructurals, i l'elecció entre ells requereix una consideració acurada en funció dels requisits específics de l'aplicació:
| Dimensió de comparació | Resistència de derivació | Transformador de corrent (TC) |
|---|---|---|
| Avantatges | 1.Baix cost, estructura senzilla, redueix significativament el cost global del sistema; 2. Volum extremadament petit, sense components magnètics ni problemes de saturació; mesura de camp de corrent petit-estable, adequada per a dissenys d'espais compactes; 3. Dins del rang de corrent nominal, proporciona senyals de tensió precisos sense problemes d'interferències electromagnètiques. |
1. Proporciona inherentment un aïllament d'alta-tensió; els costats primari i secundari estan físicament aïllats; 2.Excel·lent precisió i linealitat; adequat per a amplis rangs de corrent i amplis rangs de temperatura de funcionament, amb una forta estabilitat interna; 3. Interval de mesura flexible: mitjançant l'ajust de la relació de girs, es pot adaptar des de desenes d'amperes fins a desenes de quiloamperes, facilitant el disseny estandarditzat del-metro de potència. |
| Inconvenients | 1. Les aplicacions d'alt -tensió requereixen circuits d'aïllament addicionals, augmentant la complexitat i el cost del disseny; 2.No apte per a entorns de-intensitat o fluctuació de temperatura àmplia-. |
1. Major cost, major mida i pes; les especificacions personalitzades augmenten encara més el cost; 2.Susceptible a interferències electromagnètiques; el nucli magnètic pot veure's afectat per camps magnètics externs; la interferència de pols d'alta-tensió pot provocar saturació i degradar la precisió de la mesura, la qual cosa requereix un disseny de blindatge addicional; 3.Procés de fabricació complex amb requisits estrictes de materials bàsics i precisió de bobinat. |
El principi clau per seleccionar els components actuals de mostreig per als comptadors d'energia de CA és "prioritzar la idoneïtat per a l'escenari d'aplicació alhora que es té en compte la precisió i el cost". Per a aplicacions industrials i de sistemes d'energia d'alta-tensió, alt-corrent que requereixen aïllament elèctric, els transformadors de corrent són l'opció preferida. Per a aplicacions d'instruments en miniatura i de consum de baixa-tensió, baixa-corrent i costos-sensibles, es poden utilitzar derivacions, sempre que s'implementin dissenys adequats de dissipació de calor i aïllament.