Hoe om Elektriese Energie te Meet: 'n Alomvattende Gids
Wat is Elektriese Energie?
Elektriese energie word gedefinieer as die produk van elektriese krag en tyd, en dit word gemeet in joule (J). Een joule elektriese energie is gelyk aan een watt krag wat vir een sekonde verbruik word. Wiskundig kan ons skryf:
E=P×t
waar,
E is die elektriese energie in joule (J)
P is die elektriese krag in wat (W)
t is die tyd in sekondes (s)
Elektriese energie en krag is nou verbonden konsepte. Elektriese krag is die hoeveelheid elektriese stroom wat deur 'n sirkel vloei as gevolg van 'n sekere spanning verskil oor dit. Elektriese krag is ook die koers waarteen elektriese energie afgelewer of verbruik word deur 'n toestel of 'n stelsel. Elektriese krag word gemeet in wat (W), wat ekwivalent is aan joule per sekonde (J/s). Wiskundig kan ons skryf:
P=V×I
waar,
P is die elektriese krag in wat (W)
V is die spanning verskil in volt (V)
I is die elektriese stroom in amper (A)
Om elektriese energie te meet, moet ons weet van beide die elektriese krag en die tydperk vir watter dit toegepas of verbruik word. Byvoorbeeld, as 'n 100 W ligbol vir 10 minute aan is, dan is die elektriese energie wat dit verbruik:
E=P×t=100 W×10×60 s=60,000 J
Eenhede van Elektriese Energie
Joule is die standaard eenheid van energie in die Internasionale Stelsel van Eenhede (SI), maar dit is te klein vir praktiese doeleindes wanneer dit kom by groot hoeveelhede elektriese energie. Daarom word ander eenhede algemeen gebruik om elektriese energie te meet, soos wat-uur (Wh), kilowat-uur (kWh), megawat-uur (MWh), en gigawat-uur (GWh). Hierdie eenhede word afgelei deur die eenheid van krag (wat) met die eenheid van tyd (uur) te vermenigvuldig.
Wat-uur (Wh) is die hoeveelheid elektriese energie wat deur 'n toestel of 'n stelsel verbruik word wat een wat krag vir een uur trek. Dit wys hoe vinnig die krag oor 'n tydperk verbruik word. Een wat-uur is ekwivalent aan 3,600 joule. Byvoorbeeld, 'n 15 W LED ligbol verbruik 15 Wh elektriese energie in een uur.
Kilowat-uur (kWh) is 'n groter eenheid van elektriese energie wat algemeen gebruik word vir huishoudelike toestelle en elektrisite-rekeninge. Een kilowat-uur is gelyk aan 1,000 wat-ure of 3.6 megajoule. Byvoorbeeld, 'n koelkas wat 300 W krag trek, verbruik 300 Wh of 0.3 kWh elektriese energie in een uur.
Megawat-uur (MWh) is 'n eenheid van elektriese energie wat tipies gebruik word om die uitset of verbruik van groot skaal kragstasies of netwerke te meet. Een megawat-uur is gelyk aan 1,000 kilowat-ure of 3.6 gigajoule. Byvoorbeeld, 'n steenkoolgestookte kragstasie met 'n kapasiteit van 600 MW produseer 600 MWh elektriese energie in een uur.
Gigawat-uur (GWh) is 'n eenheid van elektriese energie wat gebruik word om baie groot hoeveelhede elektrisite-generering of -verbruik oor langer tydperke te meet. Een gigawat-uur is gelyk aan 1,000 megawat-ure of 3.6 terajoule. Byvoorbeeld, die totale elektrisite-verbruik van die Verenigde State in 2019 was ongeveer 3,800 TWh of 3.8 miljoen GWh.
Die volgende tabel som die eenhede van elektriese energie en hulle omskakelinge op:
| Eenheid | Simbool | Ekwivalent aan |
|---|---|---|
| Joule | J | 1 J |
| Wat-uur | Wh | 3,600 J |
| Kilowat-uur | kWh | 3.6 MJ |
| Megawat-uur | MWh | 3.6 GJ |
| Gigawat-uur | GWh | 3.6 TJ |
Hoe om Elektriese Energie met 'n Meter te Meet
Om elektriese energie te meet, het ons 'n toestel nodig wat die elektriese krag en die tydperk waaroor dit toegepas of verbruik word, kan rekord. So 'n toestel word 'n elektriese energiemeter of eenvoudigweg 'n energiemeter genoem. 'n Energiemeter is 'n toestel wat die hoeveelheid elektriese energie wat deur 'n woning, 'n besigheid, of 'n elektries aangedrewe toestel verbruik word, meet. Dit meet die totale krag wat oor 'n tydperk verbruik word en is gekalibreer in rekeningseenhede, die mees algemene eenheid is die kilowat-uur (kWh). Energiemeters word in domestiese en industriële AC-sirkels gebruik om kragverbruik te meet.
Daar is verskillende tipes energiemeters, afhangende van die tegnologie, ontwerp, en toepassing. Sommige van die algemene tipes is:
Elektromeganiese meters: Hierdie is die tradisionele meters wat 'n roterende metaalplaat en 'n elektromagnet gebruik om die elektriese krag te meet en dit op 'n reeks wijzers of 'n meganiese teller te rekord. Hulle word ook bekend as induksiemeters of Ferraris meters. Hulle is eenvoudig, robuust, en akkuraat, maar hulle het sommige nadele, soos meganiese verslet, kwetsbaarheid vir manipulasie en magneetiese interferensie, en die onvermoë om reaktiewe krag of kragkwaliteit te meet.
Elektroniese meters: Hierdie is die moderne meters wat elektroniese sirkels en sensore gebruik om die elektriese krag te meet en dit op 'n digitale skerm te vertoon of dit na 'n afstandelike stelsel te oorspan. Hulle word ook bekend as vaste-staat meters of digitale meters. Hulle het baie voordele bo elektromeganiese meters, soos hoër akkuraatheid, laer instandhouding, afstandelike lesing en kommunikasie, verskeie tariefopsies, en gevorderde kenmerke soos vraag-respons, belasting-profieling, en kragkwaliteit-analise.
Slim meters: Hierdie is gevorderde meters wat digitale tegnologie en draadlose kommunikasie gebruik om die elektriese krag te meet en dit na 'n sentrale stelsel of 'n slim-netwerk te stuur. Hulle word ook bekend as gevorderde metering-infrastruktuur (AMI) of intelligente metering-stelsels (IMS). Hulle het baie voordele bo elektroniese meters, soos real-time data-insameling en -analise, dinamiese prysbepaling en -rekening, uitval-opsporing en -herstel, vraag-kant beheer, en kliënt-betrokkenheid.
