Історія електролічильника

"Найбільшим винаходом дев'ятнадцятого століття був винахід методу винаходів"

Цей афоризм англійського математика і філософа Альфреда Норду Вайтхеда (1891-1947) прекрасно відображає історію створення електричного лічильника, який вдосконалювався з кожним новим винаходом, який їхав одне за іншим, грунтуючись на наукових досягненнях і стимулюючи подальший розвиток.

Перша половина дев'ятнадцятого століття принесла блискучі відкриття в області електромагнетизму. У 1820 році француз Андре-Марі Ампер (1775-1836) відкрив явище взаємодії електричних струмів. У 1827 році німець Георг Симон Ом (1787-1854) встановив залежність між силою струму і напругою в провідниках. У 1831 році англієць Майкл Фарадей (1791-1867) відкрив закон електромагнітної індукції , який лежить в основі принципу дії генераторів , двигунів і трансформаторів .

Патент Едісона № 251.454, 1881 р До другої половини століття вже була добре підготовлена ​​грунт для впровадження наукових досягнень в практику. За відкриттями пішли винаходи та патенти. Лампа, динамо-машина, двигун, трансформатор, лічильник і гідротурбін були винайдені один слідом за одним в короткий термін.

Тож не дивно, що коли настав час, ключові винаходи відбуваються майже одночасно в різних частинах світу. Угорець Отто Тітус Блаті, винахідник індукційного і со-винахідник трансформатора, згадуючи в 1930 році цей захоплюючий період, говорив: "У мій час було легко. Наука була схожа на тропічний ліс. Все, що було потрібно, це хороший сокиру, і куди б ти ні вдарив, міг зрубати величезне дерево ".

З винаходом динамо-машини (Аньош Йедлік в 1861 р, Вернер фон Сіменс в 1867 р) з'явилася можливість виробляти електроенергію у великих кількостях. Першою областю масового застосування електрики стало висвітлення. Коли цей новий продукт - електроенергію - почали продавати, виникла необхідність визначити ціну. Однак було неясно, в яких одиницях слід вести облік і які принципи вимірювання були б найзручнішими.

Першим електролічильників став лічильник годин роботи лампи Самюеля Гардінера (США), запатентований в 1872 році. Він вимірював час, протягом якого електроенергія подавалася в точку навантаження, при цьому всі лампи, підключені до цього лічильника, контролювалися одним вимикачем. З появою електричної лампочки Едісона стало практикуватися розгалуження ланцюгів освітлення, і такий лічильник вийшов з ужитку.

електролітичні лічильники
Електрохімічний лічильник Едісона, 1881 р Томас Альва Едісон (1847-1931), який впровадив перші розподільні освітлювальні електромережі постійного струму, стверджував, що електрику треба продавати як газ - в ті часи також широко використовується з метою висвітлення.

"Електричний лічильник" Едісона, запатентований в 1881 році, використовував електрохімічний ефект струму. Він містив велектролітичні осередок, куди на початку розрахункового періоду містилася точно зважена платівка міді. Струм, що проходить через електроліт, викликав осадження міді. В кінці розрахункового періоду, мідну пластинку зважували знову, і різниця у вазі відображала кількість електрики, яке пройшло крізь неї. Цей лічильник був калібрувати таким чином, що рахунки можна було виставляти в кубічних футів газу.

Такі лічильники продовжували використовувати до кінця 19-го століття. Однак у них був один великий недолік: зчитування показань представляло складність для енергетичної компанії і було абсолютно неможливим для споживача. Пізніше Едісон додав рахунковий механізм для зручності зчитування показань лічильника.

Існували й інші електролітичні лічильники, такі як водневий лічильник німецької компанії "Сіменс-Шукерт" (Siemens Shuckert) і ртутний лічильник Йенского скляного заводу "Шотт унд геноссе" (Schott & Gen. Jena). Електролітичні лічильники могли вимірювати тільки ампер-години і не годилися при коливаннях напруги.

митників лічильники
Маятниковий лічильник Арона, 1884 р Ще одним з можливих принципів конструкції лічильників було створення деякого руху - коливання або обертання - пропорційного енергії, яке, в свою чергу, могло б запустити рахунковий механізм для відображення показань лічильника.

Принцип роботи маятникового лічильника був описаний американцями Вільямом Едвардом Ейртоном і Джоном Перрі в 1881 році. У 1884 році в Німеччині, не знаючи про їх винахід, Германн Арон (1845-1902) сконструював маятниковий лічильник.

У більш удосконаленої моделі цього лічильника було два маятника з котушками на кожному, підключеними до джерела напруги. Під маятника містилися дві струмові котушки з протилежними намотування. Завдяки взаємодії котушок один з маятників рухався повільніше, а інший швидше, ніж без електричного навантаження. Ця різниця ходу передавалася счетному механізму лічильника. Маятники змінювалася ролями кожну хвилину, щоб компенсувати різницю в вихідної частоті коливань. В цей же момент заводився годинниковий механізм.

Такі лічильники були дорогими, тому що вони містили два часових механізму, і їх поступово витіснили моторні лічильники. Маятниковий лічильник дозволяв вимірювати ампер-години або ват-години, але його можна було використовувати виключно для мереж постійного струму.

моторні лічильники
Самописний ватметр Томсона, 1889 р Іншою альтернативою для створення електролічильника було використання мотора. У таких лічильниках, що обертає момент пропорційний навантаженні і врівноважується протидіє моментом, таким чином, частота обертання ротора пропорційна навантаженні, тоді як моменти знаходяться в рівновазі. У 1889 році Американець Еліху Томсон (1853-1937) розробив свій "Самописний ватметр" для компанії "Дженерал Електрик" (General Electric).

Це був двигун з якорем без металевого сердечника, який запускався від електричної напруги, що проходить через котушку і резистор за допомогою колектора. Статор приводився в рух струмом, і тому, що обертає момент був пропорційний добутку напруги і сили струму. Гальмівний момент забезпечувався постійним електромагнітом, який впливав на алюмінієвий диск, прикріплений до якоря. Такий лічильник використовувався переважно для постійного струму. Великим недоліком моторних електролічильників був колектор.

<< Попередня 1 2 Наступна >>