बिजली मीटर का इतिहास

19वीं और 20वीं शताब्दी वैज्ञानिक खोजों में असामान्य रूप से उदार साबित हुई, विशेष रूप से विद्युत चुंबकत्व के क्षेत्र में। अगले 150 वर्षों के लिए वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति की "कम शुरुआत" 1920 के दशक में दी गई थी। आंद्रे मैरी एम्पीयर द्वारा विद्युत धाराओं की परस्पर क्रिया की खोज… जॉर्ज साइमन ओह्म 1827 में उनके बाद बस गए तारों में करंट और वोल्टेज के बीच संबंध… अंत में, 1831 में, माइकल फैराडे ने खोज की विद्युत चुम्बकीय प्रेरण का नियम, जो निम्नलिखित प्रमुख आविष्कारों - जनरेटर, ट्रांसफार्मर, इलेक्ट्रिक मोटर के संचालन के सिद्धांतों को रेखांकित करता है।

बिजली एक वस्तु बन गई, जैसा कि यह ज्ञात है, डायनेमो के लिए धन्यवाद, क्रमशः 1861 और 1867 में हंगरी के भौतिक विज्ञानी एंज़ोस जेडलिक और जर्मन विद्युत आविष्कारक वर्नर वॉन सीमेंस द्वारा स्वतंत्र रूप से आविष्कार किया गया। तब से, बिजली उत्पादन एक व्यावसायिक पथ पर मजबूती से स्थापित हो गया है।

यह कहा जाना चाहिए कि उस समय आविष्कार और खोज हर मोड़ पर "प्रतीक्षा" कर रहे थे।इलेक्ट्रिक लैंप, डायनेमो, इलेक्ट्रिक मोटर, ट्रांसफॉर्मर के विचार इस तरह से क्रिस्टलीकृत हो गए जैसे कि ग्रह के विपरीत हिस्सों पर स्वयं।

काउंटर के साथ भी कुछ ऐसा ही हुआ, जिसे बाद में इंडक्शन काउंटर के "लेखक" (और उसी समय सह-आविष्कारक) द्वारा याद किया गया ट्रांसफार्मर) हंगेरियन इलेक्ट्रिकल इंजीनियर ओटो टाइटस ब्लैटी: "विज्ञान एक वर्षावन की तरह था। उसे केवल एक अच्छी कुल्हाड़ी की आवश्यकता थी और जहाँ भी तुम मारो तुम एक विशाल पेड़ को काट सकते हो। «

विद्युत मीटर के लिए पहला पेटेंट 1872 में अमेरिकी आविष्कारक सैमुअल गार्डिनर को जारी किया गया था। उनका उपकरण बिजली को चार्जिंग पॉइंट तक पहुंचने में लगने वाले समय को मापता है। एकमात्र शर्त (यह डिवाइस की कमी भी है) यह है कि सभी नियंत्रित लैंप एक स्विच से जुड़े होने चाहिए।

बिजली मीटरों के संचालन के लिए नए सिद्धांतों का निर्माण सीधे बिजली वितरण प्रणाली के सुधार और अनुकूलन से संबंधित है। लेकिन उस समय से यह प्रणाली अभी भी बन रही थी, यह निश्चित रूप से कहना असंभव था कि कौन सा सिद्धांत इष्टतम होगा। इसलिए, एक ही समय में व्यवहार में कई वैकल्पिक संस्करणों का परीक्षण किया गया।

एक किलोवाट का वजन कितना होता है?

उदाहरण के लिए, यदि डायनेमो ने महत्वपूर्ण मात्रा में बिजली का उत्पादन करना संभव बना दिया, तो थॉमस एडिसन लाइट बल्ब ने व्यापक प्रकाश नेटवर्क के निर्माण में योगदान दिया। नतीजतन, गार्डिनर काउंटर ने अपनी प्रासंगिकता खो दी और इसे इलेक्ट्रोलाइटिक काउंटर से बदल दिया गया।

बिजली मीटरों के व्यापक उपयोग के शुरुआती चरण में, बिजली का शाब्दिक अर्थ "भारित" था। उसी थॉमस अल्वा एडिसन द्वारा आविष्कृत इलेक्ट्रोलाइटिक मीटर इसी सिद्धांत पर काम करता है।वास्तव में, मीटर काउंटर इलेक्ट्रोलाइटिक था, जहां गिनती अवधि की शुरुआत में बहुत सटीक वजन (जहां तक ​​संभव था) तांबे की प्लेट रखी गई थी।

इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से करंट के पारित होने के परिणामस्वरूप, कॉपर जमा हो जाता है। रिपोर्टिंग अवधि के अंत में, प्लेट को फिर से तौला गया और वजन में अंतर के आधार पर बिजली की खपत का शुल्क लिया गया। इस सिद्धांत को पहली बार 1881 में लागू किया गया था और 19वीं शताब्दी के अंत तक इसका सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था।

उल्लेखनीय है कि इस शुल्क की गणना क्यूबिक फीट गैस में की जाती है जिसका उपयोग खपत की गई बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता था। इस तरह एक एडिसन इलेक्ट्रोलाइज़र को कैलिब्रेट किया गया था। फिर, सुविधा के लिए, एडिसन ने अपने डिवाइस को एक काउंटिंग मैकेनिज्म से लैस किया - अन्यथा, मापने वाले डिवाइस से रीडिंग लेना बिजली कंपनियों के लिए बेहद कठिन और उपभोक्ता के लिए पूरी तरह से असंभव लगने वाली प्रक्रिया थी। हालाँकि, सुविधा थोड़ी बढ़ गई।

इसके अलावा, इलेक्ट्रोलाइटिक मीटर (उस समय सीमेंस शुकर्ट ने पानी का मीटर और शॉट एंड जेन पारा मीटर का उत्पादन किया) में एक और महत्वपूर्ण सामान्य दोष था। वे केवल amp-घंटे रिकॉर्ड कर सकते हैं और वोल्टेज में उतार-चढ़ाव के प्रति असंवेदनशील रहते हैं।

इलेक्ट्रोलाइटिक काउंटर के समानांतर, एक पेंडुलम काउंटर दिखाई दिया। पहली बार, इसकी कार्रवाई के सिद्धांत का वर्णन अमेरिकियों विलियम एडवर्ड एर्टन और जॉन पेरी ने उसी वर्ष 1881 में किया था। लेकिन तब से, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, विचार हवा में तैर रहे थे, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि तीन साल बाद ठीक यही काउंटर जर्मनी में हरमन एरोन द्वारा बनाया गया था।

एक बेहतर रूप में, मीटर दो पेंडुलम से सुसज्जित है जिसमें वर्तमान स्रोत से जुड़े कॉइल हैं। पेंडुलम के नीचे विपरीत वाइंडिंग वाले दो और कॉइल रखे गए थे।एक पेंडुलम, एक विद्युत भार के तहत कॉइल की बातचीत के परिणामस्वरूप, इसके बिना तेजी से आगे बढ़ा।

दूसरी ओर, वह और भी धीमी गति से चल रहा था। उसी समय, दोलन की प्रारंभिक आवृत्ति में अंतर की भरपाई के लिए पेंडुलम ने हर मिनट अपने कार्यों को बदल दिया। गणना तंत्र में यात्रा के अंतर का हिसाब लगाया जाता है। पावर अप पर, घड़ी चालू हो गई थी।

परिवर्तन की हवा

पेंडुलम काउंटर सस्ते "आनंद" नहीं थे क्योंकि उनमें दो पूरी घड़ियां थीं। उसी समय, उन्होंने एम्पीयर-घंटे या वाट-घंटे को ठीक करना संभव बना दिया, जिससे वे एसी ऑपरेशन के लिए अनुपयुक्त हो गए।

अपने तरीके से एक क्रांतिकारी खोज प्रत्यावर्ती धारा, इतालवी गैलीलियो फेरारिस (1885) और निकोला टेस्ला (1888) द्वारा निर्मित (निश्चित रूप से, एक दूसरे से स्वतंत्र), माप उपकरणों के सुधार में अगले चरण के लिए एक प्रोत्साहन के रूप में कार्य किया।

1889 में, एक मोटर काउंटर विकसित किया गया था। इसे जनरल इलेक्ट्रिक के लिए अमेरिकी इंजीनियर एलिहू थॉमसन ने डिजाइन किया था।

डिवाइस मेटल कोर के बिना एक आर्मेचर मोटर थी। कलेक्टर के पार वोल्टेज को कॉइल और रेसिस्टर में वितरित किया जाता है। करंट स्टेटर को ड्राइव करता है, जिसके परिणामस्वरूप वोल्टेज और करंट के उत्पाद के समानुपाती टॉर्क होता है। आर्मेचर से जुड़ी एक एल्यूमीनियम डिस्क पर अभिनय करने वाला एक स्थायी इलेक्ट्रोमैग्नेट ब्रेकिंग टॉर्क प्रदान करता है। बिजली मीटर का सबसे महत्वपूर्ण दोष कलेक्टर है।

जैसा कि आप जानते हैं, उस समय वैज्ञानिक समुदाय में इस बात पर सहमति नहीं थी कि कौन-सी प्रणाली है- दिष्टधारा या प्रत्यावर्ती धारा पर आधारित — सबसे आशाजनक होगा… थॉमसन द्वारा वर्णित मीटर मुख्य रूप से दिष्टधारा के लिए डिज़ाइन किया गया है।

इस बीच, प्रत्यावर्ती धारा के पक्ष में तर्क बढ़ रहे हैं, क्योंकि प्रत्यक्ष धारा का उपयोग वोल्टेज परिवर्तन की अनुमति नहीं देता है और परिणामस्वरूप, बड़ी प्रणालियों का निर्माण होता है। प्रत्यावर्ती धारा का अधिक से अधिक व्यापक उपयोग पाया गया, और 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, विद्युत इंजीनियरिंग अभ्यास में प्रत्यावर्ती धारा प्रणालियों ने धीरे-धीरे प्रत्यक्ष धारा को बदलना शुरू कर दिया।

जॉर्ज वेस्टिंगहाउस (जिन्होंने प्रत्यावर्ती धारा के उपयोग के लिए टेस्ला के पेटेंट हासिल किए) के लिए यह सेट बिजली के लिए लेखांकन का कार्य था और इस लेखांकन को यथासंभव सटीक होना था। इस अवधि के दौरान (ट्रांसफार्मर के आविष्कार से भी जुड़ा हुआ) उपकरण का पेटेंट कराया गया था, जो वास्तव में प्रोटोटाइप था आधुनिक एसी मीटर... इतिहास में इंडक्शन काउंटर के कई "आविष्कारक पिता" भी हैं।

पहला प्रेरण मापने वाला उपकरण «फेरारिस मीटर» कहा जाता है, हालांकि उन्होंने इसे बिल्कुल भी इकट्ठा नहीं किया। फेरारी के श्रेय के लिए निम्नलिखित खोज है। दो घूर्णन क्षेत्र, जो प्रत्यावर्ती धारा के चरण से बाहर हैं, एक ठोस रोटर के रोटेशन का कारण बनते हैं - एक डिस्क या सिलेंडर। इंडक्शन सिद्धांत पर आधारित काउंटर आज भी बनाए जाते हैं।

हंगरी के इंजीनियर ओटो टाइटस ब्लैटी, जिन्हें ट्रांसफॉर्मर के आविष्कारक के रूप में भी जाना जाता है, ने इंडक्शन मीटर के अपने संस्करण का प्रस्ताव रखा। 1889 में, उन्होंने एक बार में दो पेटेंट प्राप्त किए, जर्मन नंबर 52,793 और यूएस नंबर 423,210, आधिकारिक तौर पर "अल्टरनेटिंग करंट इलेक्ट्रिक काउंटर" के रूप में नामित एक आविष्कार के लिए।

लेखक ने डिवाइस का निम्नलिखित विवरण दिया: "इस काउंटर में अनिवार्य रूप से एक धातु घूर्णन निकाय होता है, जैसे डिस्क या सिलेंडर, जिस पर दो चुंबकीय क्षेत्रों द्वारा कार्य किया जाता है जो एक दूसरे के साथ चरण से बाहर होते हैं।

यह चरण बदलाव इस तथ्य से उत्पन्न होता है कि एक क्षेत्र मुख्य धारा द्वारा उत्पन्न होता है, जबकि दूसरा क्षेत्र एक उच्च स्व-अधिष्ठापन कॉइल द्वारा उत्पन्न होता है जो सर्किट में उन बिंदुओं को शंट करता है जिनके बीच बिजली की खपत को मापा जाता है।

हालांकि, प्रसिद्ध फेरारी तंत्र के रूप में, चुंबकीय क्षेत्र क्रांति के शरीर में अंतर नहीं करते हैं, लेकिन एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से इसके विभिन्न हिस्सों से गुजरते हैं। »गैंज़ द्वारा निर्मित पहला काउंटरटॉप्स, जहां ब्लैटी ने काम किया था, लकड़ी के आधार पर तय किए गए थे और इसका वजन 23 किलो था।

बेशक, उसी समय, दोनों क्षेत्रों की एक ही विशेषता की खोज इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के एक अन्य अग्रणी ओलिवर ब्लैकबर्न शेलेंबर्गर ने की थी। और 1894 में, उन्होंने एसी सिस्टम के लिए एक बिजली मीटर विकसित किया। पेंच तंत्र ने टोक़ प्रदान किया।

हालांकि, यह मीटर इलेक्ट्रिक मोटर्स के साथ काम करने के लिए उपयुक्त नहीं है, क्योंकि यह माप के लिए आवश्यक वोल्टेज तत्व प्रदान नहीं करता है ऊर्जा घटक.

यह काउंटर ब्लाटी डिवाइस से थोड़ा छोटा था, लेकिन काफी भारी और काफी भारी भी था - इसका वजन 41 किलोग्राम था, यानी 16 किलो से ज्यादा। केवल 1914 में डिवाइस का वजन घटाकर 2.6 किलोग्राम कर दिया गया था।

पूर्णता की कोई सीमा नहीं है

इस प्रकार, यह कहा जा सकता है कि 20वीं शताब्दी की शुरुआत में, काउंटर दैनिक अभ्यास का हिस्सा बन गया। इसकी पुष्टि पहले माप मानक की उपस्थिति से भी होती है। यह 1910 में अमेरिकी राष्ट्रीय मानक संस्थान (ANSI) द्वारा जारी किया गया था।

चारित्रिक रूप से, उपकरणों को मापने के वैज्ञानिक महत्व के महत्व को पहचानने के अलावा, मानक वाणिज्यिक घटक के महत्व पर भी जोर देता है। पहला ज्ञात अंतर्राष्ट्रीय इलेक्ट्रोटेक्निकल कमीशन (IEC) माप मानक 1931 से पहले का है।

20 वीं शताब्दी की शुरुआत तक, उपकरणों में वजन और आयामों में कमी को ध्यान में रखे बिना कई बदलाव हुए थे: लोड रेंज का विस्तार, लोड फैक्टर, वोल्टेज और तापमान में बदलाव के लिए मुआवजा, गेंद की उपस्थिति बीयरिंग और चुंबकीय बीयरिंग (जिसने घर्षण को काफी कम कर दिया)। ब्रेक इलेक्ट्रोमैग्नेट्स की गुणवत्ता विशेषताओं और समर्थन से तेल को हटाने और गिनती तंत्र में सुधार हुआ, जिससे सेवा जीवन में वृद्धि हुई।

उसी समय, नए प्रकार के मीटर दिखाई दिए - मल्टी-टैरिफ मीटर, पीक लोड मीटर, प्रीपेड एनर्जी मीटर, साथ ही तीन-चरण इंडक्शन मीटर। उत्तरार्द्ध एक, दो या तीन डिस्क पर घुड़सवार दो या तीन मापने वाली प्रणालियों का उपयोग करता है। 1934 में, लैंडिस एंड गायर द्वारा विकसित एक सक्रिय और प्रतिक्रियाशील ऊर्जा मीटर दिखाई दिया।

वैज्ञानिक और तकनीकी प्रगति के आगे के पाठ्यक्रम के साथ-साथ बाजार संबंधों के विकास को मापने वाले उपकरणों के उत्पादन में अभिव्यक्ति मिली। इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास का गंभीर प्रभाव पड़ा - 1970 के दशक में, इंडक्शन मापने वाले उपकरणों के साथ, इलेक्ट्रॉनिक मापने वाले उपकरण दिखाई दिए। स्वाभाविक रूप से, इसने उपकरणों की कार्यक्षमता का बहुत विस्तार किया। सबसे पहले, यह है स्वचालित लेखा प्रणाली (ASKUE), मल्टी-टैरिफ मोड।

इसके बाद, मीटर के कार्यों में और भी विस्तार हुआ और केवल ऊर्जा और संसाधन रिपोर्टिंग की सीमा से परे चला गया। इसमें दृश्य उल्लंघन, प्रीपेमेंट, भार संतुलन नियंत्रण और कई अन्य कार्यों से सुरक्षा शामिल है।रीडिंग इलेक्ट्रिकल नेटवर्क, टेलीफोन लाइन या वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन चैनल से पढ़ी जाती हैं।