वाटमीटर

वाट मीटर किसी दिए गए विद्युत नेटवर्क  के वाट में विद्युत शक्ति # प्रत्यावर्ती धारा (या  विद्युत ऊर्जा  के प्रवाह की औसत दर) को मापने के लिए एक उपकरण है।  उपयोगिता आवृत्ति  और ऑडियो आवृत्ति शक्ति के मापन के लिए विद्युत चुम्बकीय वाटमीटर का उपयोग किया जाता है; रेडियो फ्रीक्वेंसी मापन के लिए अन्य प्रकार की आवश्यकता होती है।

एक वाटमीटर उत्पाद v(t)i(t) = p(t) का औसत मूल्य पढ़ता है, जहां v(t) ± टर्मिनल पर सकारात्मक संदर्भ ध्रुवता के साथ वोल्टेज  है संभावित कुंडली का अन्य टर्मिनल, और i(t) वर्तमान कुंडली के ± टर्मिनल में प्रवाहित होने वाली संदर्भ दिशा के साथ धारा है। वाटमीटर '' P = (1/T) ∫ पढ़ता है0T v(t)i(t) dt, जो साइनसोइडल स्थिर-अवस्था में V तक कम हो जाता हैrms Irms cos(φ), जहां T, p(t) की अवधि है और φ वह कोण है जिससे धारा वोल्टेज से पिछड़ जाती है।

इतिहास
14 अगस्त 1888 को, ओलिवर बी. शालेंबर्गे ने वाट-घंटे मीटर का पेटेंट कराया। हंगरी के ओटो ब्लाथी ने अपने एसी वाटमीटर का पेटेंट कराया। 1974  में मगहर एस. चाना, रामोंड एल. क्राले, एरिक ए. हाउप्टमैन बैरी और एम. प्रेसमैन ने एक इलेक्ट्रॉनिक वाटमीटर का पेटेंट कराया। यह उपकरण बिजली, करंट और वोल्टेज ट्रांसफार्मर से बना है, जो औसत शक्ति को मापता है।

इलेक्ट्रोडायनामिक
पारंपरिक एनालॉग वाटमीटर एक इलेक्ट्रोडायनामिक उपकरण है। डिवाइस में फिक्स्ड [[ [[ विद्युत  चुम्बकीय ]] कुंडल ]] की एक जोड़ी होती है, जिसे करंट कॉइल के रूप में जाना जाता है, और एक मूवेबल कॉइल को पोटेंशियल कॉइल के रूप में जाना जाता है।

वर्तमान कॉइल श्रृंखला और समांतर सर्किट में सर्किट के साथ जुड़े हुए हैं, जबकि संभावित कॉइल श्रृंखला और समांतर सर्किट में जुड़े हुए हैं। इसके अलावा, एनालॉग संकेत  वाटमीटर पर, संभावित कॉइल में एक सुई होती है जो माप को इंगित करने के लिए पैमाने पर चलती है। करंट कॉइल से बहने वाला करंट कॉइल के चारों ओर एक इलेक्ट्रोमैग्नेटिक फील्ड उत्पन्न करता है। इस क्षेत्र की ताकत लाइन करंट के समानुपाती होती है और इसके साथ फेज में होती है। एक सामान्य नियम के रूप में, संभावित कॉइल में इसके माध्यम से प्रवाहित होने वाली धारा को कम करने के लिए इसके साथ श्रृंखला में जुड़ा एक उच्च-मूल्य  अवरोध क होता है।

इस व्यवस्था का परिणाम यह है कि एक दिष्ट धारा (DC) परिपथ पर, सुई का विक्षेपण विद्युत धारा (I) और वोल्टेज (V) दोनों के समानुपाती होता है, इस प्रकार समीकरण P=VI के अनुरूप होता है।

सर्किट अधिष्ठापन  या  समाई  के विलंबित प्रभावों के कारण,  एसी पावर  के लिए, वर्तमान और वोल्टेज चरण में नहीं हो सकते हैं। एक  प्रत्यावर्ती धारा  परिपथ पर विक्षेपण वोल्टेज और धारा के औसत तात्क्षणिक उत्पाद के समानुपाती होता है, इस प्रकार एसी शक्ति # सक्रिय, प्रतिक्रियाशील और स्पष्ट शक्ति को मापता है, P=VI cos φ। यहाँ, cos φ शक्ति कारक का प्रतिनिधित्व करता है जो दर्शाता है कि प्रेषित शक्ति एक ही सर्किट में  वाल्टमीटर  और  एम्मीटर  के रीडिंग को गुणा करके प्राप्त होने वाली स्पष्ट शक्ति से कम हो सकती है।

इलेक्ट्रॉनिक
इलेक्ट्रॉनिक वाटमीटर का उपयोग प्रत्यक्ष, छोटे बिजली माप के लिए या इलेक्ट्रोडायनामोमीटर-प्रकार के उपकरणों की सीमा से परे आवृत्तियों पर बिजली माप के लिए किया जाता है।

डिजिटल
एक आधुनिक डिजिटल वाटमीटर एक सेकंड में हजारों बार वोल्टेज और करंट का नमूना लेता है। प्रत्येक नमूने के लिए, वोल्टेज को एक ही पल में वर्तमान से गुणा किया जाता है; कम से कम एक चक्र का औसत ही वास्तविक शक्ति है। स्पष्ट वोल्ट-एम्पीयर  (वीए) द्वारा विभाजित वास्तविक शक्ति शक्ति कारक है। एक कंप्यूटर सर्किट RMS वोल्टेज, RMS करंट, VA, पावर (वाट), पावर फैक्टर और किलोवाट-घंटे की गणना करने के लिए सैंपल किए गए मानों का उपयोग करता है। रीडिंग को डिवाइस पर प्रदर्शित किया जा सकता है, एक लॉग प्रदान करने और औसत की गणना करने के लिए बनाए रखा जाता है, या आगे के उपयोग के लिए अन्य उपकरणों को प्रेषित किया जाता है। ऊर्जा की खपत की सही गणना करने में वाटमीटर काफी भिन्न होते हैं, खासकर जब वास्तविक शक्ति वीए (अत्यधिक  विद्युत प्रतिक्रिया  भार, जैसे  विद्युत मोटर्स ) से बहुत कम होती है। केवल  साइन तरंग  वेवफॉर्म के लिए निर्दिष्ट सटीकता को पूरा करने के लिए साधारण मीटर को कैलिब्रेट किया जा सकता है। अधिक  इलेक्ट्रॉनिक उपकरण ों के लिए उपयोग किए जाने वाले स्विच-मोड बिजली की आपूर्ति के लिए वेवफॉर्म साइनसॉइडल से बहुत दूर हो सकते हैं, जिससे किसी भी शक्ति पर अज्ञात और संभावित रूप से बड़ी त्रुटियां हो सकती हैं। यह मीटर के मैनुअल में निर्दिष्ट नहीं किया जा सकता है।

प्रेसिजन और सटीकता
सस्ती वाटमीटर के साथ या वास्तव में कम-शक्ति माप के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए किसी भी मीटर के साथ शक्ति को मापने की सीमाएँ हैं। यह विशेष रूप से कम बिजली (जैसे 10 वाट से कम) को प्रभावित करता है, जैसा कि स्टैंडबाय में उपयोग किया जाता है; रीडिंग इतनी गलत हो सकती हैं कि वे बेकार हो जाएं (हालांकि वे इस बात की पुष्टि करते हैं कि स्टैंडबाय पावर उच्च के बजाय कम है)। कठिनाई मोटे तौर पर वोल्टेज के बजाय प्रत्यावर्ती धारा के सटीक माप में कठिनाई और कम-शक्ति माप की अपेक्षाकृत कम आवश्यकता के कारण होती है। मीटर के विनिर्देश में विभिन्न स्थितियों के लिए रीडिंग एरर निर्दिष्ट होना चाहिए। एक विशिष्ट प्लग-इन मीटर के लिए वाट क्षमता में त्रुटि को मापा मूल्य ±10 W के ±5% के रूप में बताया गया है (उदाहरण के लिए, 100 W का मापा मान 100 W प्लस 10 W के 5% से गलत हो सकता है, अर्थात, ±15 W, या 85–115 डब्ल्यू); और kW·h में त्रुटि को मापे गए मान ±0.1 kW·h के ±5% के रूप में बताया गया है। यदि स्लीप मोड में एक लैपटॉप कंप्यूटर 5 W की खपत करता है, तो मीटर 0 से 15.25 W तक कुछ भी पढ़ सकता है, गैर-साइनसॉइडल तरंग के कारण त्रुटियों को ध्यान में रखे बिना। अभ्यास में सटीकता को एक निश्चित लोड जैसे गरमागरम प्रकाश बल्ब से जोड़कर, डिवाइस को स्टैंडबाय में जोड़कर और बिजली की खपत में अंतर का उपयोग करके सुधार किया जा सकता है। यह माप को समस्याग्रस्त कम-शक्ति क्षेत्र से बाहर ले जाता है।

आकाशवाणी आवृति
मूविंग कॉइल वाले इंस्ट्रूमेंट्स को कुछ सौ हर्ट्ज़ तक के डायरेक्ट करंट या यूटिलिटी फ़्रीक्वेंसी करंट के लिए कैलिब्रेट किया जा सकता है। रेडियो फ्रीक्वेंसी (RF) पर एक सामान्य विधि एक संचरण रेखा  में करंट का जवाब देने के लिए व्यवस्थित एक  सही करनेवाला  सर्किट है; ज्ञात सर्किट प्रतिबाधा के लिए सिस्टम को कैलिब्रेट किया जाता है।  डायोड  डिटेक्टर या तो सीधे स्रोत से जुड़े होते हैं, या एक सैंपलिंग सिस्टम के साथ उपयोग किए जाते हैं जो डिटेक्टर के माध्यम से आरएफ शक्ति के केवल एक हिस्से को डायवर्ट करते हैं।  thermistor  और  थर्मोकपल  का उपयोग आरएफ शक्ति द्वारा उत्पादित गर्मी को मापने के लिए किया जाता है और इसे या तो सीधे या शक्ति के ज्ञात संदर्भ स्रोत के साथ तुलना करके कैलिब्रेट किया जा सकता है। एक  बोलोमीटर  पावर सेंसर घटना रेडियो फ्रीक्वेंसी पावर को गर्मी में परिवर्तित करता है। संवेदक तत्व को एक छोटे प्रत्यक्ष प्रवाह द्वारा निरंतर तापमान पर बनाए रखा जाता है। तापमान को बनाए रखने के लिए आवश्यक धारा में कमी घटना आरएफ शक्ति से संबंधित है। इस प्रकार के उपकरणों का उपयोग पूरे आरएफ स्पेक्ट्रम में किया जाता है और यहां तक ​​कि दृश्यमान प्रकाश शक्ति को भी माप सकते हैं। उच्च-शक्ति मापन के लिए, एक  कैलोरीमीटर  सीधे RF शक्ति द्वारा उत्पादित ऊष्मा को मापता है।

वाट घंटे मीटर
एक उपकरण जो वाट घंटे में विद्युत ऊर्जा  को मापता है वह अनिवार्य रूप से एक वाटमीटर है जो समय के साथ शक्ति को एकीकृत करता है (अनिवार्य रूप से बीता हुआ समय से शक्ति को गुणा करता है)। डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक उपकरण कई मापदंडों को मापते हैं और इसका उपयोग किया जा सकता है जहां एक वाटमीटर की आवश्यकता होती है:  वाल्ट,  एम्पेयर  में करंट, स्पष्ट तात्कालिक शक्ति, वास्तविक शक्ति, शक्ति कारक, समय की अवधि में [k]W·h में ऊर्जा, और बिजली की लागत ग्रहण किया हुआ।

यह भी देखें

 * माइक्रोवेव बिजली मीटर

बाहरी कड़ियाँ

 * DC Metering Circuits chapter from Lessons in Electric Circuits series