Paano Sukatin ang Electrical Energy: Isang Komprehensibong Gabay

Ano ang Electrical Energy?

Ang electrical energy ay inilalarawan bilang ang produkto ng electrical power at oras, at ito ay sinusukat sa joules (J). Isa joule ng electrical energy ay katumbas ng isang watt ng power na nakonsumo para sa isang segundo. Matematikal, maaari nating isulat:

E=P×t

kung saan,

• E ang electrical energy sa joules (J)

• P ang electrical power sa watts (W)

• t ang oras sa segundo (s)

Ang electrical energy at power ay malapit na magkaugnay na konsepto. Ang electrical power ay ang halaga ng electrical current na lumilipad sa isang circuit dahil sa tiyak na voltage na pagkakaiba sa ito. Ang electrical power ay ang tasa kung saan ang electrical energy ay ibinibigay o nakokonsumo ng isang device o sistema. Ang electrical power is measured in watts (W), na katumbas ng joules per second (J/s). Matematikal, maaari nating isulat:

P=V×I

kung saan,

• P ang electrical power sa watts (W)

• V ang voltage na pagkakaiba sa volts (V)

• I ang electrical current sa amperes (A)

Upang sukatin ang electrical energy, kailangan nating malaman ang parehong electrical power at ang haba ng oras kung saan ito inilapat o nakokonsumo. Halimbawa, kung isang 100 W light bulb ay naka-on para sa 10 minuto, ang electrical energy na nakokonsumo nito ay:

E=P×t=100 W×10×60 s=60,000 J

Mga Yunit ng Electrical Energy

Ang Joule ay ang pamantayang unit of energy sa International System of Units (SI), ngunit ito ay masyadong maliit para sa praktikal na layunin kapag may malaking halaga ng electrical energy. Kaya, iba pang mga yunit ang karaniwang ginagamit para sa pagsukat ng electrical energy, tulad ng watt-hour (Wh), kilowatt-hour (kWh), megawatt-hour (MWh), at gigawatt-hour (GWh). Ang mga yunit na ito ay nagmumula sa pagpaparami ng yunit ng power (watt) sa yunit ng oras (hour).

• Watt-hour (Wh) ang halaga ng electrical energy na nakokonsumo ng isang device o sistema na humuhugot ng isang watt ng power para sa isang oras. Ito ay nagpapakita kung gaano kabilis ang power na nakokonsumo sa isang panahon. Isa watt-hour ay katumbas ng 3,600 joules. Halimbawa, isang 15 W LED light bulb nakokonsumo ng 15 Wh ng electrical energy sa isang oras.

• Kilowatt-hour (kWh) ang mas malaking yunit ng electrical energy na karaniwang ginagamit para sa mga aparato sa bahay at utility bills. Isa kilowatt-hour ay katumbas ng 1,000 watt-hours o 3.6 megajoules. Halimbawa, isang refriherador na humuhugot ng 300 W ng power nakokonsumo ng 300 Wh o 0.3 kWh ng electrical energy sa isang oras.

• Megawatt-hour (MWh) ang yunit ng electrical energy na tipikal na ginagamit para sa pagsukat ng output o konsumo ng malalaking power plants o grids. Isa megawatt-hour ay katumbas ng 1,000 kilowatt-hours o 3.6 gigajoules. Halimbawa, isang coal-fired power plant na may kapasidad ng 600 MW nagbibigay ng 600 MWh ng electrical energy sa isang oras.

• Gigawatt-hour (GWh) ang yunit ng electrical energy na ginagamit para sa pagsukat ng napakalaking halaga ng electricity generation o konsumo sa mahabang panahon. Isa gigawatt-hour ay katumbas ng 1,000 megawatt-hours o 3.6 terajoules. Halimbawa, ang kabuuang konsumo ng kuryente ng Estados Unidos noong 2019 ay humigit-kumulang 3,800 TWh o 3.8 milyong GWh.

Ang sumusunod na talahanayan ay nagbibigay ng buod ng mga yunit ng electrical energy at kanilang mga conversion:

Paano Sukatin ang Electrical Energy Gamit ang Meter

Upang sukatin ang electrical energy, kailangan natin ng device na maaaring irekord ang electrical power at ang haba ng oras kung saan ito inilapat o nakokonsumo. Ang ganitong uri ng device ay tinatawag na isang electrical energy meter o simpleng isang energy meter. Ang energy meter ay isang device na nagsukat ng halaga ng elektrikong enerhiyang nakokonsumo ng isang tirahan, negosyo, o elektrikong pinapatakbo na device. Nagsukat ito ng kabuuang power na nakokonsumo sa isang interval ng oras at ito ay calibrated sa billing units, ang pinakakaraniwan ay ang kilowatt-hour (kWh). Ang mga energy meter ay ginagamit sa domestic at industriyal na AC circuits para sa pagsukat ng power consumption.

May iba't ibang uri ng energy meters, depende sa teknolohiya, disenyo, at aplikasyon. Ang ilan sa mga karaniwang uri ay:

• Electromechanical meters: Ang mga ito ang mga tradisyonal na meters na gumagamit ng rotating metal disc at electromagnet upang sukatin ang electrical power at irekord ito sa serye ng dials o mechanical counter. Kilala rin sila bilang induction meters o Ferraris meters. Simple, matibay, at accurate sila, ngunit mayroon silang ilang drawbacks, tulad ng mechanical wear and tear, susceptibility sa tampering at magnetic interference, at hindi kayang sukatin ang reactive power o power quality.

• Electronic meters: Ang mga ito ang modernong meters na gumagamit ng electronic circuits at sensors upang sukatin ang electrical power at ipakita ito sa digital screen o i-transmit ito sa remote system. Kilala rin sila bilang solid-state meters o digital meters. May maraming advantages ang mga ito kumpara sa electromechanical meters, tulad ng mas mataas na accuracy, mas mababang maintenance, remote reading at communication, multiple tariff options, at advanced features tulad ng demand response, load profiling, at power quality analysis.

• Smart meters: Ang mga ito ang advanced meters na gumagamit ng digital technology at wireless communication upang sukatin ang electrical power at ipadala ito sa central system o smart grid network. Kilala rin sila bilang advanced metering infrastructure (AMI) o intelligent metering systems (IMS). May maraming benefits ang mga ito kumpara sa electronic meters, tulad ng real-time data collection at analysis, dynamic pricing at billing, outage detection at restoration, demand-side management, at customer engagement.

Ang basic principle ng pagsukat ng electrical energy gamit ang meter ay ang pagpaparami ng electrical power sa haba ng oras kung saan ito inilapat o nakokonsumo. Gayunpaman, depende sa tipo ng meter at tipo ng load, may iba't ibang paraan ng pagkalkula ng electrical power. Ang ilan sa mga karaniwang paraan ay:

Pabor