Kasaysayan ng metro ng kuryente

Ang ika-19 at ika-20 siglo ay napatunayang hindi pangkaraniwang mapagbigay sa mga pagtuklas sa siyensya, lalo na sa larangan ng electromagnetism. Ang "mababang pagsisimula" ng siyentipiko at teknikal na pag-unlad para sa susunod na 150 taon ay ibinigay noong 1920s. ang pagtuklas ng interaksyon ng mga electric current ni Andre Marie Ampere… Si Georg Simon Ohm ay nanirahan sa kanya noong 1827 relasyon sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe sa mga wire… Sa wakas, noong 1831, natuklasan ni Michael Faraday batas ng electromagnetic induction, na sumasailalim sa mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga sumusunod na pangunahing imbensyon - generator, transpormer, de-koryenteng motor.

Ang elektrisidad ay naging isang kalakal, gaya ng pagkakakilala nito, salamat sa dinamo, na independiyenteng naimbento ng Hungarian physicist na si Anzós Jedlik at German electrical inventor na si Werner von Siemens noong 1861 at 1867 ayon sa pagkakabanggit. Simula noon, ang pagbuo ng kuryente ay matatag na naitatag sa isang komersyal na landas.

Dapat sabihin na sa oras na iyon ang mga imbensyon at pagtuklas ay "naghihintay" sa bawat pagliko.Ang mga ideya ng electric lamp, dynamo, de-koryenteng motor, transpormer ay nag-kristal na parang nag-iisa sa magkabilang bahagi ng planeta.

May katulad na nangyari sa counter, na kalaunan ay naalala ng "may-akda" ng induction counter (at sa parehong oras ang co-inventor transpormer) Hungarian electrical engineer Otto Titus Blaty: “Ang agham ay parang rainforest. Ang kailangan lang niya ay isang magandang palakol at kahit saan mo matamaan ay maaari mong putulin ang isang malaking puno. «

Ang unang patent para sa isang electric meter ay inisyu noong 1872 sa Amerikanong imbentor na si Samuel Gardiner. Sinusukat ng kanyang device ang tagal bago maabot ng kuryente ang charging point. Ang tanging kundisyon (ito rin ay isang disbentaha ng aparato) ay ang lahat ng mga kontroladong lamp ay dapat na konektado sa isang switch.

Ang paglikha ng mga bagong prinsipyo para sa pagpapatakbo ng mga metro ng kuryente ay direktang nauugnay sa pagpapabuti at pag-optimize ng sistema ng pamamahagi ng kuryente. Ngunit dahil sa panahong iyon ay nabuo pa ang sistemang ito, imposibleng matiyak kung aling prinsipyo ang magiging pinakamainam. Samakatuwid, maraming mga alternatibong bersyon ang nasubok sa pagsasanay sa parehong oras.

Magkano ang timbang ng isang kilowatt?

Halimbawa, kung ginawang posible ng dynamo na makagawa ng kuryente sa makabuluhang dami, kung gayon ang bombilya ng Thomas Edison ay nag-ambag sa paglikha ng isang malawak na network ng pag-iilaw. Bilang resulta, nawala ang kaugnayan ng Gardiner counter at napalitan ng electrolytic counter.

Sa pinakamaagang yugto ng malawakang paggamit ng mga metro ng kuryente, ang kuryente ay literal na "timbang". Ang electrolytic meter, na imbento ng parehong Thomas Alva Edison, ay gumagana sa prinsipyong ito.Sa katunayan, ang meter counter ay electrolytic, kung saan ang isang napaka-tumpak na timbang (hangga't maaari sa oras) na tanso na plato ay inilagay sa simula ng panahon ng pagbibilang.

Bilang resulta ng pagpasa ng kasalukuyang sa pamamagitan ng electrolyte, ang tanso ay idineposito. Sa pagtatapos ng panahon ng pag-uulat, muling tinimbang ang plato at sinisingil ang konsumo ng kuryente batay sa pagkakaiba sa timbang. Ang prinsipyong ito ay unang inilapat noong 1881 at matagumpay na ginamit hanggang sa katapusan ng ika-19 na siglo.

Kapansin-pansin na ang bayad na ito ay kinakalkula sa cubic feet ng gas na ginamit upang makabuo ng kuryenteng natupok. Ito ay kung paano na-calibrate ang isang Edison electrolyzer. Pagkatapos, para sa kaginhawahan, nilagyan ni Edison ang kanyang aparato ng isang mekanismo ng pagbibilang - kung hindi, ang pagkuha ng mga pagbabasa mula sa isang aparato sa pagsukat ay tila isang proseso na napakahirap para sa mga kumpanya ng kuryente at ganap na imposible para sa mga mamimili. Gayunpaman, ang kaginhawaan ay nagdagdag ng kaunti.

Bilang karagdagan, ang mga electrolytic meter (sa oras na iyon ay gumawa ang Siemens Shuckert ng metro ng tubig at ang Schott & Gen ay isang mercury meter) ay may isa pang makabuluhang karaniwang disbentaha. Maaari lamang silang mag-record ng mga amp-hour at manatiling hindi sensitibo sa mga pagbabago sa boltahe.

Parallel sa electrolytic counter, lumitaw ang isang pendulum counter. Sa kauna-unahang pagkakataon, ang prinsipyo ng pagkilos nito ay inilarawan ng mga Amerikanong sina William Edward Ayrton at John Perry sa parehong taon 1881. Ngunit mula noon, tulad ng nabanggit na, ang mga ideya ay lumulutang sa hangin, hindi nakakagulat na tatlong taon na ang lumipas. eksaktong parehong counter ang itinayo sa Germany ni Hermann Aron.

Sa isang pinabuting anyo, ang metro ay nilagyan ng dalawang pendulum na may mga coils na konektado sa isang kasalukuyang pinagmulan. Dalawa pang coils na may magkasalungat na windings ay inilagay sa ilalim ng pendulum.Ang isang pendulum, bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng mga coils sa ilalim ng isang de-koryenteng pagkarga, ay gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa wala ito.

Ang isa naman ay mas mabagal ang paggalaw. Kasabay nito, binago ng mga pendulum ang kanilang mga pag-andar bawat minuto upang mabayaran ang pagkakaiba sa paunang dalas ng oscillation. Ang pagkakaiba sa paglalakbay ay isinasaalang-alang sa mekanismo ng pagbibilang. Sa power up, nagsimula ang orasan.

Hangin ng pagbabago

Ang mga counter ng pendulum ay hindi isang murang "kasiyahan" dahil naglalaman ang mga ito ng dalawang buong orasan. Kasabay nito, ginawa nilang posible na ayusin ang mga amp-hour o watt-hour, na naging dahilan upang hindi sila angkop para sa pagpapatakbo ng AC.

Isang rebolusyonaryong pagtuklas sa sarili nitong paraan alternating current, na ginawa (siyempre, independyente sa isa't isa) ng Italian Galileo Ferraris (1885) at Nikola Tesla (1888), ay nagsilbing stimulus para sa susunod na yugto sa pagpapabuti ng mga aparatong pagsukat.

Noong 1889, binuo ang isang motor counter. Ito ay dinisenyo para sa General Electric ng American engineer na si Elihu Thomson.

Ang aparato ay isang armature motor na walang metal na core. Ang boltahe sa buong kolektor ay ipinamamahagi sa likid at risistor. Ang kasalukuyang nagtutulak sa stator, na nagreresulta sa metalikang kuwintas na proporsyonal sa produkto ng boltahe at kasalukuyang. Ang isang permanenteng electromagnet na kumikilos sa isang aluminum disc na nakakabit sa armature ay nagbibigay ng braking torque. Ang pinaka makabuluhang disbentaha ng metro ng kuryente ay ang kolektor.

Tulad ng alam mo, sa oras na iyon ay walang pinagkasunduan sa siyentipikong komunidad kung alin sa mga sistema— batay sa direktang kasalukuyang o alternating current — ay magiging pinaka-promising… Ang meter na inilarawan ni Thomson ay pangunahing idinisenyo para sa direktang agos.

Samantala, ang mga argumento na pabor sa alternating current ay lumalaki, dahil ang paggamit ng direktang kasalukuyang ay hindi pinapayagan ang mga pagbabago sa boltahe at, bilang isang resulta, ang paglikha ng mas malalaking sistema. Ang alternating current ay natagpuan ng higit pa at mas malawak na paggamit, at sa simula ng ika-20 siglo, ang mga alternating current system ay nagsimulang unti-unting palitan ang direktang kasalukuyang sa electrical engineering practice.

Ang set na ito para kay George Westinghouse (na nakakuha ng mga patent ni Tesla para sa paggamit ng alternating current) ang gawain ng accounting para sa kuryente at ang accounting na ito ay kailangang maging tumpak hangga't maaari. Sa panahong ito (na nauugnay din sa pag-imbento ng transpormer) ang aparato ay patented, na talagang ang prototype modernong AC meter… Ang kasaysayan ay mayroon ding ilang “mga ama ng imbentor” ng induction counter.

Ang unang aparato sa pagsukat ng induction ay tinatawag na «Ferraris meter», kahit na hindi niya ito binuo. Sa kredito ng Ferrari ay ang sumusunod na pagtuklas.Dalawang umiikot na mga patlang, na wala sa bahagi ng alternating current, ang sanhi ng pag-ikot ng solid rotor - isang disk o silindro. Ang mga counter batay sa prinsipyo ng induction ay ginagawa pa rin ngayon.

Ang Hungarian engineer na si Otto Titus Blaty, na kilala rin bilang imbentor ng transformer, ay nagmungkahi ng kanyang bersyon ng induction meter. Noong 1889, nakatanggap siya ng dalawang patent nang sabay-sabay, German number 52,793 at US number 423,210, para sa isang imbensyon na opisyal na itinalaga bilang "Alternating Current Electric Counter."

Ibinigay ng may-akda ang sumusunod na paglalarawan ng aparato: "Ang counter na ito ay mahalagang binubuo ng isang metal na umiikot na katawan, tulad ng isang disc o silindro, na inaaksyunan ng dalawang magnetic field na wala sa phase sa isa't isa.

Ang phase shift na ito ay nagreresulta mula sa katotohanan na ang isang field ay nabuo ng pangunahing kasalukuyang, habang ang isa pang field ay nabuo sa pamamagitan ng isang mataas na self-inductance coil na nagpapalipat-lipat sa mga punto sa circuit kung saan sinusukat ang konsumo ng kuryente.

Gayunpaman, ang mga magnetic field ay hindi bumalandra sa isang katawan ng rebolusyon, tulad ng sa kilalang mekanismo ng Ferrari, ngunit dumaan sa iba't ibang bahagi nito nang nakapag-iisa sa bawat isa. » Ang mga unang countertop na ginawa ni Ganz, kung saan nagtatrabaho si Blatti, ay naayos sa isang kahoy na base at tumitimbang ng 23 kg.

Siyempre, sa parehong oras, ang parehong katangian ng parehong larangan ay natuklasan ng isa pang pioneer ng electrical engineering, si Oliver Blackburn Shellenberger. At noong 1894, bumuo siya ng metro ng kuryente para sa mga AC system. Ang mekanismo ng tornilyo ay nagbigay ng metalikang kuwintas.

Gayunpaman, ang meter na ito ay hindi angkop para sa pagtatrabaho sa mga de-koryenteng motor, dahil hindi ito nagbibigay ng elemento ng boltahe na kinakailangan para sa pagsukat power factor.

Ang counter na ito ay bahagyang mas maliit kaysa sa Blati device, ngunit medyo malaki rin at medyo mabigat - tumitimbang ito ng 41 kilo, iyon ay, higit sa 16 kg. Noong 1914 lamang, ang bigat ng aparato ay nabawasan sa 2.6 kg.

Walang limitasyon sa pagiging perpekto

Kaya, masasabi na sa simula ng ika-20 siglo, ang counter ay naging bahagi ng pang-araw-araw na pagsasanay. Kinumpirma rin ito ng paglitaw ng unang pamantayan sa pagsukat. Inilabas ito ng American National Standards Institute (ANSI) noong 1910.

Sa katangian, bilang karagdagan sa pagkilala sa kahalagahan ng pang-agham na kahalagahan ng mga aparatong pagsukat, binibigyang-diin din ng pamantayan ang kahalagahan ng komersyal na bahagi. Ang unang kilalang pamantayan sa pagsukat ng International Electrotechnical Commission (IEC) ay nagsimula noong 1931.

Sa simula ng ika-20 siglo, ang mga aparato ay sumailalim sa isang bilang ng mga pagbabago, nang hindi isinasaalang-alang ang pagbawas sa timbang at sukat: pagpapalawak ng hanay ng pagkarga, kabayaran para sa mga pagbabago sa kadahilanan ng pagkarga, boltahe at temperatura, ang hitsura ng bola. bearings at magnetic bearings (na makabuluhang nabawasan ang alitan). Ang mga katangian ng kalidad ng mga electromagnet ng preno at ang pag-alis ng langis mula sa suporta at ang mekanismo ng pagbibilang ay napabuti, na nagpapataas ng buhay ng serbisyo.

Kasabay nito, lumitaw ang mga bagong uri ng metro - multi-tariff meter, peak load meter, prepaid energy meter, pati na rin ang three-phase induction meter. Ang huli ay gumagamit ng dalawa o tatlong mga sistema ng pagsukat na naka-mount sa isa, dalawa o tatlong mga disc. Noong 1934, lumitaw ang isang aktibo at reaktibong metro ng enerhiya na binuo ng Landis & Gyr.

Ang karagdagang kurso ng siyentipiko at teknikal na pag-unlad, pati na rin ang pag-unlad ng mga relasyon sa merkado, ay natagpuan ang pagpapahayag sa paggawa ng mga aparatong pagsukat. Ang pag-unlad ng electronics ay nagkaroon ng malubhang epekto — noong 1970s, kasama ng mga induction na kagamitan sa pagsukat, lumitaw ang mga elektronikong kagamitan sa pagsukat. Naturally, lubos nitong pinalawak ang pag-andar ng mga device. Una sa lahat, ito ay automated accounting system (ASKUE), mode na multi-taripa.

Kasunod nito, mas lumawak ang mga function ng metro at lumampas sa mga limitasyon ng pag-uulat lamang ng enerhiya at mapagkukunan. Kabilang dito ang proteksyon laban sa mga nakikitang paglabag, prepayment, kontrol sa pagbabalanse ng load at ilang iba pang function.Ang mga pagbabasa ay binabasa mula sa mga de-koryenteng network, mga linya ng telepono, o mga wireless na channel ng paghahatid ng data.