AC ऊर्जा मीटर का निर्माण

ऊर्जा मीटर की परिभाषा

ऊर्जा मीटर, जिसे वॉट-घंटा मीटर भी कहते हैं, एक उपकरण है जो विद्युत शक्ति की खपत को मापता है।

मुख्य घटक

ड्राइविंग सिस्टम

इस प्रणाली के घटक दो सिलिकॉन स्टील लेमिनेटेड इलेक्ट्रोमैग्नेट हैं। ऊपरी इलेक्ट्रोमैग्नेट को शंट मैग्नेट कहा जाता है और इसमें कई चक्करों की पतली तार की वोल्टेज कोइल होती है। निचला इलेक्ट्रोमैग्नेट श्रृंखला मैग्नेट कहलाता है और इसमें दो धारा कोइलें होती हैं, जिनमें थोक तार के कुछ चक्कर होते हैं। धारा कोइलें सर्किट और लोड धारा के साथ श्रृंखला में जुड़ी होती हैं और इसमें धारा गुजरती है।

वोल्टेज कोइल सप्लाई मेन से जुड़ी होती है, जिससे उच्च इंडक्टेंस और प्रतिरोध का अनुपात उत्पन्न होता है। शंट मैग्नेट के निचले भाग में कॉपर बैंड घर्षणीय संशोधन प्रदान करते हैं, जिससे शंट मैग्नेट फ्लक्स और सप्लाई वोल्टेज के बीच 90-डिग्री का दशांतर कोण बनता है।

चलन व्यवस्था

आकृति में देखा जा सकता है, दोनों इलेक्ट्रोमैग्नेटों के बीच की फाँक में एक पतला एल्युमिनियम डिस्क रखा गया है और इसे एक ऊर्ध्वाधर धुरी पर लगाया गया है। जब यह डिस्क दोनों चुंबकों द्वारा उत्पन्न फ्लक्स को काटता है, तो इसमें एडी करंट उत्पन्न होते हैं। एडी करंट और दो चुंबकीय क्षेत्रों के परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप डिस्क में एक विक्षेपण टोक उत्पन्न होता है। जैसे-जैसे आप शक्ति की खपत शुरू करते हैं, डिस्क धीरे-धीरे घूमना शुरू करता है और डिस्क के कई चक्कर विशेष समय अंतराल में शक्ति की खपत को दिखाते हैं। आमतौर पर यह किलोवाट-घंटे में मापा जाता है।

ब्रेकिंग सिस्टम

इस प्रणाली का मुख्य भाग एक स्थायी चुंबक है, जिसे ब्रेक मैग्नेट कहा जाता है। यह डिस्क के पास स्थित होता है ताकि घूमते डिस्क के चुंबकीय क्षेत्र में गति के कारण इसमें एडी करंट उत्पन्न हों। यह एडी करंट फ्लक्स के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और एक ब्रेकिंग टोक उत्पन्न करते हैं, जो डिस्क की गति का विरोध करता है। डिस्क की गति फ्लक्स को बदलकर नियंत्रित की जा सकती है।

रजिस्टरिंग सिस्टम

इसका नाम से ही पता चलता है, यह डिस्क के चक्करों की संख्या को रजिस्टर करता है, जो तत्काल खपत किए गए किलोवाट-घंटे के अनुपात में होता है। डिस्क शाफ्ट पर एक गियर द्वारा चलाया जाने वाला एक डिस्क स्पिंडल होता है, जो डिस्क के चक्करों की संख्या को दर्शाता है।

ऊर्जा मीटर का कार्य नियम

एक फेज इंडक्शन प्रकार के ऊर्जा मीटर का कार्य दो मुख्य मूल सिद्धांतों पर आधारित है:

एल्युमिनियम डिस्क का घूर्णन

धातु के डिस्क का घूर्णन दो कोइलों द्वारा संचालित होता है। दोनों कोइलें ऐसे व्यवस्थित होती हैं कि एक कोइल वोल्टेज के अनुपात में चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है और दूसरी कोइल धारा के अनुपात में चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। वोल्टेज कोइल द्वारा उत्पन्न क्षेत्र 90o देरी से आता है ताकि डिस्क में एडी करंट उत्पन्न हों। दो क्षेत्रों द्वारा डिस्क पर लगाया गया बल तुरंत कोइलों में वोल्टेज और धारा के गुणनफल के अनुपात में होता है।

यह प्रतिक्रिया एक हल्के एल्युमिनियम डिस्क को एक हवा की फाँक में घूमने का कारण बनती है। जब कोई शक्ति आपूर्ति नहीं होती, तो डिस्क को रोकना चाहिए। एक स्थायी चुंबक ब्रेक के रूप में कार्य करता है, डिस्क के घूर्णन का विरोध करता है और इसकी गति को शक्ति की खपत के साथ संतुलित करता है।

खपत की गई ऊर्जा की गणना और प्रदर्शन की व्यवस्था

इस प्रणाली में, फ्लोटिंग डिस्क का घूर्णन गिना गया है और फिर मीटर की विंडो पर प्रदर्शित किया गया है। एल्युमिनियम डिस्क एक स्पिंडल से जुड़ा है, जिसमें एक गियर है। यह गियर रजिस्टर को चलाता है और डिस्क के चक्करों की संख्या को गिनकर रजिस्टर पर प्रदर्शित किया जाता है, जिसमें एक श्रृंखला में डायल होते हैं और प्रत्येक डायल एक एकल अंक का प्रतिनिधित्व करता है। 

मीटर के सामने एक छोटा प्रदर्शन विंडो होता है, जो डायल की मदद से खपत की गई ऊर्जा को प्रदर्शित करता है। शंट मैग्नेट के केंद्रीय भाग में एक कॉपर शेडिंग रिंग होती है। शंट मैग्नेट द्वारा उत्पन्न फ्लक्स और सप्लाई वोल्टेज के बीच 900 के दशांतर कोण बनाने के लिए रिंग के स्थान में छोटे संशोधन की आवश्यकता होती है।