Brojila električne energije, poznatija kao električna brojila, mjerni su uređaji koje koriste elektroenergetske kompanije za mjerenje električne energije i predstavljaju prolaz za elektroenergetske kompanije za izmirivanje računa za električnu energiju sa korisnicima.
Potrošnja električne energije se još naziva i električna energija i električna energija, što je također u skladu s fizičkom formulom: W=P·t=U·I·tW=električna energija (jedinica je Joule J ); P=električna snaga (jedinica je Watt); U=vrijednost napona (Jedinica je volt V); I=trenutna vrijednost (jedinica je amper A); t=vrijeme (jedinica je sekunda t); princip mjerenja brojila električne energije je proizvod vrijednosti napona, trenutne vrijednosti i vremena.
Budući da je 1 kilovat sat (3600VAt) električne energije određen kao jedan kilovat sat, mjerač električne energije se naziva i mjerač vat-časova ili mjerač kilovat-sata. Dolaskom druge tehnološke revolucije, čovječanstvo je ušlo u doba električne energije. Električna energija je nova vrsta energije, a pojavio se i njen mjerni uređaj, mjerač električne energije.
Razvoj brojila električne energije prošao je kroz sljedeće faze:
1. Brojilo električne energije indukcionog tipa
Godine 1880., američki kralj izuma Edison napravio je prvi na svijetu mjerač DC električne energije koristeći princip elektrolize u laboratoriji.
Godine 1889. njemački fizičar Boutel razvio je indukcijski mjerač vat-sati bez posebnog strujnog jezgra.
Godine 1890. pojavio se indukcijski mjerač vat-sati sa strujnim željeznim jezgrom, ali kočioni element je bio bakreni prsten, a obrtni moment je stvarao AC elektromagnet.
Krajem 19. i početkom 20. stoljeća trajni magneti zamijenili su elektromagnete, aluminijski diskovi zamijenili su bakarne diskove, a formalno su se proizvodili indukcijski vat-sati.
Indukcijski mjerač električne energije obično je poznat kao mehanički mjerač, koji mjeri električnu energiju tako što pokreće aluminijsku ploču da se rotira elektromagnetnim momentom. Princip rada indukcijskog mjerača vat-sati je da kada naizmjenična struja prolazi kroz strujne i naponske komponente mjerača vat-sati, vrtložne struje se induciraju na aluminijskoj ploči. Ove vrtložne struje stupaju u interakciju s naizmjeničnim magnetskim tokom i stvaraju elektromagnetnu silu, koja uzrokuje rotaciju aluminijske ploče. U isto vrijeme, kočioni elektromagnet također stupa u interakciju s rotirajućim aluminijskim diskom kako bi stvorio kočioni moment. Kada je obrtni moment izbalansiran sa momentom kočenja, aluminijumski disk rotira stabilnom brzinom. Broj okretaja aluminijske ploče proporcionalan je veličini izmjerene električne energije, tako da se može mjeriti utrošena električna energija.
2. Indukcijski impulsni mjerač električne energije
Indukcijski impulsni mjerač električne energije još uvijek koristi mjerni mehanizam indukcijskog mjerača električne energije kao komponentu i pretvara električnu energiju u impulsni signal kroz fotoelektrični senzor, a zatim koristi elektroničko kolo za obradu impulsnog signala, čime se ostvaruje mjerenje električne energije. Budući da ova vrsta brojila električne energije ima induktivni sistem mjernog elementa sa uređajem za generiranje impulsa, naziva se i elektromehaničkim mjeračem električne energije tipa impulsa.
Sedamdesetih godina prošlog vijeka, indukcijska pulsna brojila električne energije bila su široko popularna u nekim industrijaliziranim zemljama.
3. Potpuno elektronski mjerač vat-sati
S razvojem tehnologije energetske elektronike i novih komponenti, nastali su elektronski mjerači vat-sati.
Sa razvojem nauke i tehnologije i napretkom tehnologije, pojavili su se elektronski mjerači vat-sati sa dugim vijekom trajanja, visokom pouzdanošću i jakim anti-interferencijama. Njegove funkcije počinju da se diverzificiraju i može mjeriti parametre kao što su aktivna električna energija, reaktivna električna energija, napon, struja, prividna snaga, faktor snage i vrijeme gubitka napona.
Princip elektronskih mjerača vat-sati: koristite otpornike za razdjelnike napona ili transformatore napona za pretvaranje naponskih signala u male signale koji se mogu koristiti za elektroničko mjerenje i korištenje shuntova ili strujnih transformatora za pretvaranje strujnih signala u male signale koji se mogu koristiti za elektroničku mjerenje. Čip za mjerenje električne energije kompanije vrši analogno ili digitalno množenje konvertovanih naponskih i strujnih signala, akumulira električnu energiju, a zatim emituje impulsni signal čija je frekvencija proporcionalna električnoj energiji; impulsni signal pokreće koračni motor da pokreće mehanički brojač za prikaz, ili slanje Digitalni prikaz se izvodi nakon obrade mikroračunara.
Prema strukturi mjerenja, elektronska brojila električne energije dijele se na jednofazna brojila energije, trofazna četverožična brojila i trofazna trožična. Prema njihovoj namjeni dijele se na brojila aktivne, reaktivne i standardne energije, multifunkcionalna brojila energije, brojila maksimalne potražnje, višetarifna brojila, brojila električne energije s pretplatom. U novije vrijeme, brojilo električne energije se povezuje s mobilnim telefonima i drugim uređajima, što se naziva internetom stvari brojilo električne energije.