Como Medir a Enerxía Eléctrica: Unha Guía Completa

Qué é a Enerxía Eléctrica?

A enerxía eléctrica defínese como o produto da potencia eléctrica e o tempo, e mídese en xoules (J). Un xoule de enerxía eléctrica equivale a un vatio de potencia consumida durante un segundo. Matematicamente, podemos escribir:

E=P×t

onde,

• E é a enerxía eléctrica en xoules (J)

• P é a potencia eléctrica en vatios (W)

• t é o tempo en segundos (s)

A enerxía eléctrica e a potencia están estreitamente relacionadas. A potencia eléctrica é a cantidade de corrente eléctrica que flúe a través dun circuito debido a unha determinada diferenza de voltaxe a través del. A potencia eléctrica tamén é a taxa na que a enerxía eléctrica se entrega ou consume por un dispositivo ou un sistema. A potencia eléctrica mídese en vatios (W), que son equivalentes a xoules por segundo (J/s). Matematicamente, podemos escribir:

P=V×I

onde,

• P é a potencia eléctrica en vatios (W)

• V é a diferenza de voltaxe en volts (V)

• I é a corrente eléctrica en amperios (A)

Para medir a enerxía eléctrica, precisamos coñecer tanto a potencia eléctrica como a duración do tempo durante o cal se aplica ou se consume. Por exemplo, se unha bombilla de 100 W está encendida durante 10 minutos, entón a enerxía eléctrica consumida por ela é:

E=P×t=100 W×10×60 s=60,000 J

Unidades de Enerxía Eléctrica

O xoule é a unidade estándar de enerxía no Sistema Internacional de Unidades (SI), pero é demasiado pequeno para propósitos prácticos cando se trata de grandes cantidades de enerxía eléctrica. Polo tanto, usanse outras unidades para medir a enerxía eléctrica, como o watthora (Wh), kilowatthora (kWh), megawatthora (MWh) e gigawatthora (GWh). Estas unidades derivan de multiplicar a unidade de potencia (vatio) pola unidade de tempo (hora).

• Watthora (Wh) é a cantidade de enerxía eléctrica consumida por un dispositivo ou un sistema que utiliza un vatio de potencia durante unha hora. Mostra a rapidez con que se consume a potencia ao longo dun período de tempo. Un watthora equivale a 3,600 xoules. Por exemplo, unha bombilla LED de 15 W consume 15 Wh de enerxía eléctrica en unha hora.

• Kilowatthora (kWh) é unha unidade maior de enerxía eléctrica que se usa comúnmente para electrodomésticos e facturas de electricidade. Un kilowatthora equivale a 1,000 watthoras ou 3.6 megaxoules. Por exemplo, un frigorífico que consome 300 W de potencia, consome 300 Wh ou 0.3 kWh de enerxía eléctrica en unha hora.

• Megawatthora (MWh) é unha unidade de enerxía eléctrica que se usa tipicamente para medir a produción ou o consumo de centrais eléctricas ou redes de gran escala. Un megawatthora equivale a 1,000 kilowatthoras ou 3.6 gigaxoules. Por exemplo, unha central térmica de carón con unha capacidade de 600 MW produce 600 MWh de enerxía eléctrica en unha hora.

• Gigawatthora (GWh) é unha unidade de enerxía eléctrica que se usa para medir cantidades moi grandes de xeración ou consumo de electricidade ao longo de períodos de tempo prolongados. Un gigawatthora equivale a 1,000 megawatthoras ou 3.6 teraxoules. Por exemplo, o consumo total de electricidade nos Estados Unidos en 2019 foi aproximadamente 3,800 TWh ou 3.8 millóns de GWh.

A seguinte táboa resume as unidades de enerxía eléctrica e as súas conversións:

Como Medir a Enerxía Eléctrica con un Contador

Para medir a enerxía eléctrica, precisamos un dispositivo que poida rexistrar a potencia eléctrica e a duración do tempo durante o cal se aplica ou se consume. Este dispositivo chámase un contador de enerxía eléctrica ou simplemente un contador de enerxía. Un contador de enerxía é un dispositivo que mide a cantidade de enerxía eléctrica consumida por unha residencia, un negocio ou un dispositivo alimentado eléctricamente. Mide a potencia total consumida durante un intervalo de tempo e está calibrado en unidades de facturación, a máis común das cales é o kilowatthora (kWh). Os contadores de enerxía usanse en circuitos CA domésticos e industriais para medir o consumo de enerxía.

Existen diferentes tipos de contadores de enerxía, dependendo da tecnoloxía, deseño e aplicación. Algúns dos tipos comúns son:

• Contadores electromecánicos: Son os contadores tradicionais que usan un disco metálico rotatorio e un electroimán para medir a potencia eléctrica e rexistrala nunha serie de discos ou un contador mecánico. Tamén se coñecen como contadores de inducción ou contadores Ferraris. Son simples, robustos e precisos, pero teñen algúns inconvenientes, como o desgaste mecánico, susceptibilidade a manipulación e interferencia magnética, e incapacidad para medir a potencia reactiva ou a calidade da enerxía.

• Contadores electrónicos: Son os contadores modernos que usan circuitos electrónicos e sensores para medir a potencia eléctrica e mostrarla nunha pantalla digital ou transmitila a un sistema remoto. Tamén se coñecen como contadores de estado sólido ou contadores digitais. Teñen moitas vantaxes sobre os contadores electromecánicos, como maior precisión, menor manutención, lectura remota e comunicación, múltiples opcións tarifarias, e características avanzadas como resposta á demanda, perfilado de carga e análise da calidade da enerxía.

• Contadores inteligentes: Son contadores avanzados que usan tecnoloxía digital e comunicación inalámbrica para medir a potencia eléctrica e enviarla a un sistema central ou a unha rede de rede inteligente. Tamén se coñecen como infraestrutura de medida avanzada (AMI) ou sistemas de medida inteligentes (IMS). Teñen moitos beneficios sobre os contadores electrónicos, como recolexión e análise de datos en tempo real, precificación e facturación dinámicas, detección e restabelecemento de cortes, xestión do lado da demanda e participación do cliente.

O principio básico para medir a enerxía eléctrica con un contador é multiplicar a potencia eléctrica polo tempo durante o cal se aplica ou se consume. No entanto, dependendo do tipo de contador e do tipo de carga, hai diferentes formas de calcular a potencia eléctrica. Algúns dos métodos comúns son:

• <