Spannungs- und Stromwellenformen haben eine Amplitude, aber auch eine Phasenbeziehung: -

Das linke Bild zeigt Spannungs- und Stromwellenformen in Phase, d. h. sie steigen und fallen zusammen. Das rechte Bild zeigt eine Phasenverzögerung des Stroms.

Die roten Kurven für beide sind die Leistung, und obwohl die Amplituden von Spannung und Strom in beiden Bildern gleich sind, ist die durchschnittliche Leistung im rechten Bild (was Ihnen in Rechnung gestellt wird) niedriger.

Hier sind extremere Beispiele: -

Das linke Bild zeigt die um 90 Grad nacheilende Spannung und die durchschnittliche Leistung ist Null (es werden gleiche Leistungsmengen aus der Versorgung entnommen, wie sie an die Versorgung zurückgegeben werden). Das rechte Bild zeigt eine negative Durchschnittsleistung, da sich der Phasenwinkel des Stroms zu einem Punkt bewegt hat, an dem er im Allgemeinen invertiert ist, d. H. Seine positiven Spitzen liegen näher an den negativen Spitzen der invertierten Spannungswellenform. Dies ist ein Beispiel, bei dem Strom von einem "Benutzer" in das Stromnetz zurückfließt.

Wie unterscheidet der Zähler zwischen importierter und exportierter Energie?

Importierte Energie ist, wenn der Strom in die Last fließt, wie in den beiden oberen Diagrammen dargestellt. Die durchschnittliche Leistung ist positiv. Die exportierte Leistung wäre ein negativer Wert der Durchschnittsleistung, wie im Diagramm unten rechts angegeben.

Bei Sinuswellen ist die Blindleistung der Durchschnitt von VI sin (\ $ \ phi \ $). Die wahre Leistung ist der Durchschnitt von VI cos (\ $ \ phi \ $). Sobald der Phasenwinkel (\ $ \ phi \ $) nicht Null ist, erhalten Sie eine Blindleistung, die bei \ $ \ phi \ $ = 90 Grad ihren Höhepunkt erreicht.

Bilder von hier und hier.

Die obige Erklärung bezieht sich auf eine einzelne Phase, gilt jedoch auch für 3-Phasen-Systeme.

Ich habe eine perfekte Illustration aus einem Experiment gefunden.Diese Kurve zeigt zwei Spannungsquellen, die über einen Widerstand verbunden sind - eine (Va genannt), die auf 170 V festgelegt ist, die andere (Vb), die von etwa 75 V auf 250 V ansteigt.Beide Spannungen sind gleichphasig.Auf der linken Seite ist der Strom mit der Spannung gleichphasig (nennen wir es Import). Wenn beide Spannungen 170 V betragen, gibt es keinen Nettofluss, und wenn sich Vb erhöht, verschiebt sich die Stromphase auf genau 180 Grad (nennen Sie diesen Export).Die Spannung ist die grüne Linie und der Strom ist blau.

Die Hauptsache, die Sie vermissen, ist, dass die Phase i> des Stroms relativ zur Spannung wichtig ist. Nur die RMS-Spannung und der RMS-Strom allein können Ihnen nicht sagen, auf welche Weise Strom übertragen wird, wenn überhaupt.

Die momentan übertragene Leistung ist die momentane Spannung mal Strom. Beachten Sie, dass beide signierte Mengen sind. Wenn Spannung und Strom die gleiche Polarität haben, ist die Leistung positiv. Wenn sie sich unterscheiden, ist es negativ.

Die akkumulierte übertragene Energie ist das Zeitintegral der obigen. Dies ist, was Stromzähler messen.

Alte Zähler haben die Integration durchgeführt, indem Spannung und Strom auf zwei separate Spulen gelegt wurden, die effektiv Rotor und Stator eines Motors waren. Die mechanische Bewegung gemittelte die momentane Kraft durch Trägheit. Die Gesamtenergie wurde akkumuliert, indem die Gesamtzahl der Umdrehungen des Motors verfolgt wurde. Dies geschah mit Zahnrädern, so dass es eine Reihe von Zifferblättern gab, die sich jeweils um 1/10 der Geschwindigkeit des vorherigen bewegten. Dies ermöglichte das Auslesen des Energiewertes als Dezimalstellen.

Moderne Messgeräte messen Spannung und Strom viele Male pro Sekunde. Diese beiden werden multipliziert und das Ergebnis digital akkumuliert. Die Messwerte werden 100 bis 1000 Mal pro Stromleitungszyklus gemessen, damit das System nicht durch Oberschwingungen verwechselt wird.

Sehen Sie nicht nur, wie Spannung und Strom auf und ab gehen?

Spannung und Strom steigen und fallen, aber und sehen Spannung und Strom nicht auf und ab?Es wird auch angezeigt, in welcher Polarität sie auf und ab gehen.

Wenn der Strom mit der Spannung in Phase ist (wie wenn eine Batterie eine Last versorgt), weiß das Messgerät, dass die Energie importiert wird.

Wenn der Strom nicht mit der Spannung in Phase ist (wie wenn eine Batterie aus einer Stromversorgung geladen wird), weiß das Messgerät, dass der Strom exportiert wird.

Meistens werden die Exportmessungen in Q3-, Q4-Koordinaten und Importmessungen in Q1-, Q2-Koordinaten durchgeführt. Das Vorzeichen der Importparameter ist negativ, während Exportparameter möglich sind.