Đồng hồ đo năng lượng điện, thường được gọi là công tơ điện, là thiết bị đo đếm được các công ty lưới điện sử dụng để đo năng lượng điện và là cửa ngõ để các công ty điện lực thanh quyết toán tiền điện với người sử dụng.
Điện năng tiêu thụ còn được gọi là năng lượng điện và năng lượng điện, cũng tuân theo công thức vật lý: W=P · t=U · I · tW=năng lượng điện (đơn vị là Joule J ); P=công suất điện (đơn vị là Watt); Giá trị hiệu điện thế U=(Đơn vị là vôn V); I=giá trị hiện tại (đơn vị là ampe A); t=thời gian (đơn vị là t giây); nguyên tắc của phép đo năng lượng điện là tích của giá trị điện áp, giá trị dòng điện và thời gian.
Vì 1 kilowatt giờ (3600VAt) năng lượng điện được quy định là một kilowatt giờ, đồng hồ đo năng lượng điện còn được gọi là đồng hồ watt-giờ hoặc kilowatt-giờ. Với sự ra đời của cuộc cách mạng công nghệ lần thứ hai, nhân loại đã bước vào thời đại điện. Năng lượng điện là một dạng năng lượng mới, và thiết bị đo năng lượng của nó, đồng hồ đo năng lượng điện, cũng đã xuất hiện.
Sự phát triển của đồng hồ đo năng lượng điện đã trải qua các giai đoạn sau:
1. Đồng hồ đo năng lượng điện kiểu cảm ứng
Năm 1880, ông hoàng phát minh người Mỹ Edison đã chế tạo ra đồng hồ đo năng lượng điện một chiều đầu tiên trên thế giới sử dụng nguyên lý điện phân trong phòng thí nghiệm.
Năm 1889, nhà vật lý người Đức Boutel đã phát triển một đồng hồ watt-giờ cảm ứng không có lõi dòng điện riêng.
Năm 1890, đồng hồ oát-giờ cảm ứng với lõi sắt hiện tại xuất hiện, nhưng phần tử hãm là một vòng đồng, và mô-men xoắn được tạo ra bởi một nam châm điện xoay chiều.
Vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, nam châm vĩnh cửu thay thế nam châm điện, đĩa nhôm thay thế đĩa đồng và đồng hồ đo oát-giờ cảm ứng được chính thức sản xuất.
Đồng hồ đo năng lượng điện kiểu cảm ứng thường được gọi là đồng hồ cơ, đo năng lượng điện bằng cách dẫn động cho tấm nhôm quay theo mômen điện từ. Nguyên lý hoạt động của đồng hồ oát-giờ cảm ứng là khi dòng điện xoay chiều đi qua các thành phần dòng điện và hiệu điện thế của đồng hồ oát-giờ cảm ứng trên tấm nhôm. Các dòng điện xoáy này tương tác với từ thông xoay chiều để tạo ra lực điện từ làm cho tấm nhôm quay. Đồng thời, nam châm điện phanh cũng tương tác với đĩa nhôm quay để tạo ra mômen hãm. Khi mômen quay cân bằng với mômen hãm thì đĩa nhôm quay với tốc độ ổn định. Số vòng quay của tấm nhôm tỉ lệ với độ lớn của năng lượng điện đo được, do đó có thể đo được năng lượng điện tiêu thụ.
2. Máy đo năng lượng điện xung cảm ứng
Máy đo năng lượng điện xung cảm ứng vẫn sử dụng cơ chế đo của máy đo năng lượng điện cảm ứng làm thành phần, và chuyển năng lượng điện thành tín hiệu xung thông qua cảm biến quang điện, sau đó sử dụng mạch điện tử để xử lý tín hiệu xung, từ đó nhận ra đo năng lượng điện. Vì loại máy đo năng lượng điện này sử dụng phần tử đo hệ thống cảm ứng với thiết bị tạo xung, nó còn được gọi là máy đo năng lượng điện kiểu xung điện cơ.
Trong những năm 1970, máy đo năng lượng điện xung cảm ứng đã được phổ biến rộng rãi ở một số nước công nghiệp.
3. Đồng hồ watt-giờ hoàn toàn điện tử
Với sự phát triển của công nghệ điện tử công suất và các linh kiện mới, máy đo oát-giờ điện tử ra đời.
Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và sự tiến bộ của công nghệ đã xuất hiện các loại máy đo oát-giờ điện tử có tuổi thọ cao, độ tin cậy cao và khả năng chống nhiễu mạnh mẽ. Các chức năng của nó đang bắt đầu đa dạng hóa và nó có thể đo các thông số như năng lượng điện hoạt động, năng lượng điện phản kháng, điện áp, dòng điện, công suất biểu kiến, hệ số công suất và thời gian mất điện áp.
Nguyên lý của đồng hồ oát-giờ điện tử: sử dụng điện trở phân áp hoặc biến áp để biến tín hiệu điện áp thành tín hiệu nhỏ có thể dùng để đo điện tử, và sử dụng shunts hoặc biến dòng để biến tín hiệu dòng điện thành tín hiệu nhỏ có thể dùng cho điện tử. đo đạc. Chip đo năng lượng điện của công ty thực hiện phép nhân tương tự hoặc kỹ thuật số của tín hiệu điện áp và dòng điện đã chuyển đổi, tích lũy năng lượng điện, sau đó xuất ra tín hiệu xung có tần số tỷ lệ với năng lượng điện; tín hiệu xung điều khiển động cơ bước để điều khiển bộ đếm cơ để hiển thị hoặc gửi Hiển thị kỹ thuật số được thực hiện sau khi xử lý vi máy tính.
Theo cấu trúc đo lường, đồng hồ đo năng lượng điện tử được chia thành đồng hồ đo năng lượng một pha, đồng hồ đo năng lượng ba pha bốn dây và đồng hồ đo năng lượng ba pha ba dây. Theo mục đích sử dụng, chúng được chia thành đồng hồ đo năng lượng hoạt động, phản ứng và tiêu chuẩn, đồng hồ đo năng lượng đa chức năng, đồng hồ đo nhu cầu tối đa, đồng hồ đo đa tỷ lệ, đồng hồ năng lượng điện trả trước. Gần đây, đồng hồ đo năng lượng điện được kết nối với điện thoại di động và các thiết bị khác, được gọi là đồng hồ đo năng lượng điện Internet of Things.