ऊर्जा मापी क्या है?

नमस्कार दोस्तों इस लेख में हम जानेंगे कि ऊर्जा मापी (Energy meter) क्या होता है? यह कितने प्रकार के होते हैं? तथा इनका उपयोग कहां-कहां किया जाता है? तथा इससे जुड़े हुए अनेक तथ्यों के बारे में जानेंगे।

ऊर्जा मापी (Energy meter)

यह एक ऐसी युक्ति है जो कि विभिन्न प्रकार की ऊर्जाओं (का मापन करता है ऊर्जा मापी कहलाता है।

ऊर्जा मापी के प्रकार (Types of Energy meter)

प्रेरण मोटर मीटर (Induction motor Type energy meter)

इस प्रकार के ऊर्जा मापी वाट-घंटा मीटर या किलो वाट-घंटा मीटर होते हैं और घरेलू तथा औद्योगिक संस्थानों में प्रत्यावर्ती प्रणाली में विद्युत ऊर्जा मापने के लिए सामान्य रुप से उपयोग में लाए जाते हैं। ऊर्जा मापी विद्युत ऊर्जा को सामान्यतः किलोवाट-घंटा में मापते हैं है तथा एककलीय बहुकलीय दोनों रूपों में निर्मित किये जाते हैं।

प्रेरण प्रारूपी ऊर्जामापी के मुख्य चार भाग होते हैं -

1. चालन प्रणाली (Driving system)
2. रोटर या चल प्रणाली (Rotor or Moving system)
3. ब्रेक प्रणाली (Control or Breaking system)
4. राजिस्टर प्रणाली (Resistering mechanism)

मुख्य संरचना की दृष्टि से इसमें दो चुम्बक एक शण्ट (shunt) तथा दूसरा श्रेणी (Series) चुम्बक प्रयुक्त किये जाते हैं। श्रेणी चुम्बक से उत्पन्न प्रत्यावर्ती फ्लक्स Φ_sc भार धारा के समानुपाती है तथा शंट चुम्बक का फ्लक्स Φ_sh वोल्टेज के समानुपाती होता है।इन चुम्बकों की व्यवस्था एक एल्यूमीनियम की चकती के दोनों ओर चित्र की भांति होती है।

शण्ट चुम्बक फ्लक्स Φ_sh सप्लाई वोल्टेज के समानुपाती तथा 90° कलान्तर पर होता है। शण्ट और श्रेणी चुम्बक डिस्क में दो स्थैतिक विद्युत वाहक बल प्रेरित करती है। विद्युत वाहक बल अपने से संबंधित फ्लक्स से 90° कालान्तर होता है। इस विद्युत वाहक बल के कारण भंवर धाराएं उत्पन्न होती हैं। भंवर धाराएं सम्बन्धित विद्युत वाहक बल की कला में होती है। शण्ट चुम्बक द्वारा उत्पन्न फ्लक्स को सप्लाई वोल्टता से 90° कालान्तर पर मानते हुए प्रेरण वाट मीटर के सिद्धांतानुसार -

विक्षेपक घूर्ण T_d ∝ EI cosΦ

यहां Φ, E व I के मध्य कला कोण है। इस प्रकार यह बलाघूर्ण (Torque) परिपथ की शक्ति के समानुपाती है। ब्रेक चुम्बक में भंवर धाराओं के कारण ब्रेकिंग घूर्ण

T_b∝ N (N = डिस्क की परिक्रमण गति)

अतः किसी स्थिर गति पर,

T_b ∝ T_d So, N ∝ EI cosΦ

इसी प्रकार परिक्रमण की कुल संख्या,

N ∝ fN dt ∝ EIcosΦ dt
So, N ∝ ऊर्जा

प्रेरण ऊर्जा मीटरों में निम्न त्रुटियां होती हैं -

1. पेज त्रुटि (Phase error)
2. गति त्रुटि (Speed error)
3. घर्षण त्रुटि (Frictional error)
4. क्रीपिंग त्रुटि (Creep error)

बहुकलीय ऊर्जा मापी (Poly Phase Energy Meter)

बहुकलीय परिपथ में ऊर्जा मापने के लिये बहुकलीय ऊर्जा मापी उपयोग में लाये जाते हैं -

दो तत्व प्रकार ऊर्जा मीटर (Two Elements Type energy Meter)

इस प्रकार के ऊर्जा मापी त्रिकलीय तार प्रणाली में संतुलित (Balanced) तथा असंतुलित (Unbalanced) दोनों प्रकार के परिपथों की विद्युत ऊर्जा को मापने लिए उपयोग में लाये जाते हैं। यह विधि भी शक्ति मापन की दो वाट मीटर विधि के सिद्धांत पर आधारित है। इसमें दो, एक कलीया उर्जा मापियों को इस प्रकार संबंधित कर दिया गया है कि वे एक इकाई की भांति कार्य करते हैं।

इसमें दो वोल्टता कुंडलियां तथा दो धारा कुंडलियां होती हैं, जो दो चल प्रणालियों (moving system) का निर्माण करती हैं। इसमें दो अलग-अलग चल प्रणालियों की दो चकतियों को एक ही संयुक्त धुरी पर स्थित किया जाता है। और चकतियों में उत्पन्न बलाघूर्ण से गतिशील इसकी धुरी, एक गणना प्रणाली को चलाती है, जिससे परिपथ की सम्पूर्ण ऊर्जा की गणना होती है।

तीन तत्व प्रकार ऊर्जा मीटर (Three elements type energy meter)

इस प्रकार के ऊर्जा मापी 3-फेज चार तार प्रणाली में संतुलित व असंतुलित दोनों प्रकार के परिपथों की ऊर्जा मापने के लिए उपयोग में लाए जाते हैं। इसमें तीन एक कलीय ऊर्जा मापियों को इस प्रकार एक साथ संबंध किया जाता है कि वे एक इकाई की भांति कार्य करें।

इस ऊर्जा मापी में तीन फेज वोल्टता कुण्डलियां तथा तीन धारा कुण्डलियां होती है जो तीन चल प्रणालियों का निर्माण करती हैं। इनकी तीनों चल प्रणालियां या तो एक ही धुरी पर स्थित तीन चकतियों को घुमाती है या तीनों परिपथ एक ही चकती को घुमाते हैं जिससे संपूर्ण परिपथ की विद्युत ऊर्जा की गणना होती है।

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