Spotrebu elektrickej energie možno merať nepriamo - súčasným meraním výkonu a času - a následným výpočtom. K meraniu spotreby elektrickej energie sa však bežne používa elektromer, ktorý hneď od svojho uvedenia do prevádzky pripočíta na svojom počítadle zmeranú elektrickú energiu / prácu /.
K meraniu spotrebovanej elektrickej energie sa používajú elektromery./ Každý odberateľ EE ho má pred vstupom do svojho bytu alebo domu, elektromer je zablombovaný, aby sa zamedzil čierny odber. /
Elektromer má podobne ako wattmeter prúdovú a napäťovú vetvu, obsahujúcu napäťovú a prúdovú cievku. Napäťová a prúdová cievka udržuje v rotačnom pohybe hliníkový kotúč pomocou vírivých prúdov, ktoré sa v ňom indukujú. Kotúč je pribrzďovaný pernamentným magnetom a poháňa počítadlo, ktoré ukazuje spotrebu el. energie /EE/ priamo v kWh. Prúdová a napäťová cievka prístroja má jednu svorku prístroja spoločnú, takže elektromer pripojený na sieť má len 3 svorky /obr.1/ trojfázový elektromer má 7 – svoriek – 6 fázových a 1 pre neutrálny /stredný / vodič N.
Elektromer má napäťovú a prúdovú vetvu a pripája sa k meranému obvodu podobne ako wattmeter.
Meranie výkonu elektromerom. Odoberaný výkon je možné vypočítať ako podiel odoberanej energie a času
P = W / t . Odoberaný výkon však možno určiť rýchlejšie využitím tzv. konštanty elektromera, ktorá udáva, koľko otáčok hliníkového kotúča zodpovedá 1 kWh .
Otáčanie kotúča je možné sledovať vďaka farebnej značky na jeho obvode. Odmeraním času niekoľkých otáčok je možné vypočítať počet otáčok za hodinu – n a po delení konštantou elektromeru - k dostaneme príkon spotrebiča Ps. Konštanta prístroja je udávaná na jeho štítku /obr. 2/. Konštanta k býva pre jednofázové bytové elektromery k = 375 a pre trojfázové elektromery k = 75 r / kWh / 75 otáčok /rotácií/ na 1 kWh /
obr. 2 Údaje na štítku elektromera
/príklad jednofázového prístroja/
Mechanický výkon
Podielom práce a času je výkon / P = W / t /. Výkon je teda práca vykonaná za jednotku času. Práca vykonaná za 1 sekundu je výkonom vo wattoch / W = J / s /. Watt je jednotkou výkonu.
Príklad 1 : Motorovým navijakom je nutné zdvíhať bremeno o hmotnosti 300 kg rýchlosťou 10 m sa 5 s. Aký je k tomu potrebný výkon ?
Riešenie :
sila F = m /hmotnosť/ . g /gravitačné /tiažové/ zrýchlenie na povrchu zeme / = 300 kg. 9,81 N/kg = 2 943 N
práca W = F . s = 2 943 N . 10 m = 29 430 W.s
výkon P = W / t = 29 430 Ws / 5 s = 5, 886 kW
Watt a kilowatt sú jednotky používané pre elektrický aj mechanický výkon. Menovitý výkon udávaný vo W alebo kW na štítkoch el. strojov udáva pri motoroch odvodený mechanický výkon a pri generátoroch odvodený elektrický výkon.
Pri elektrospotrebičoch je údaj o výkone údajom o spotrebe, udáva tzv. odoberaný elektrický výkon - tzv. príkon - Ps
Mechanický výkon / točivého / elektromotora je tým väčší, čím väčší je točivý moment M a čím väčšia uhlová rýchlosť ω / alebo otáčky motora n, čo je frekvencia, alebo kmitočet otáčok f, n = f, ω = 2. π . n = 2 . π . f /
Otáčavý moment, krútiaci moment
Ak nejaká sila má snahu otáčať teleso, pôsobí na teleso otáčavým /krútiacim/ momentom /obr.1/. Otáčavý moment je tým väčší, čím je väčšia sila a čím je väčšie je rameno sily. / r - rameno sily je vzdialenosť vektora sily od osi rotácie/. Otáčavý moment sa nazýva moment sily a jednotkou je newtonmeter / Nm / .Moment sily sa rovná súčinu veľkosti sily a ramena sily : M = F . r / Nm/
Príklad 2 : Pri doťahovaní skrutky ktorá upevňuje usmerňovaciu diódu k chladiču je predpísaný krútiaci moment 60 Nm. Akou silou je treba skrutku priťahovať, ak je rameno sily /dĺžka momentového kľúča/ dlhé 0,3 m?
Riešenie :