widersprüchliche Stromzählerstände

Ihre Geräte verwenden die AC-Wellenform nicht gleichmäßig.

Eine Heizung oder Glühlampe würde gleichmäßig ziehen – zu jedem Zeitpunkt wären Ampere proportional zu Volt, und die Zahlen wären so, wie Sie es erwarten. Probieren Sie es auf einer Heizung aus.

Aber alles, was Sie erwähnen, ist eine elektronische Last mit einem Schaltnetzteil. Sie neigen dazu, ihren höchsten Strom auf den Schultern der AC-Sinuswelle zu ziehen, und ziehen weniger Strom in der Mitte der Sinuswelle mit höherer Spannung, da ihr Ziel konstante Watt ist.

Wenn also ein Messgerät Tausende von Abtastungen pro Sekunde aufnimmt, haben Sie möglicherweise eine Last, die wirklich 30 Watt zieht, aber einen Spitzenwert von 1 A an den Schultern und durchschnittlich 0,4 A (vorausgesetzt, dass seine Ampereaufnahme in der Mitte nahe bei Null liegt und Null- Kreuzung). Welche meldet Ihr Messgerät?

VA

Es wäre schön, wenn der Energieversorger/das Netz nur die 30 Watt erzeugen könnte, die Sie tatsächlich verbrauchen. Aber das wäre ein großes Durcheinander zu verteilen (viele Oberschwingungen, auf die Transformatoren nicht abgestimmt sind) ... also muss das Energieversorgungsunternehmen, grob gesagt, diese vollen 1 A bei 120 V erzeugen und verteilen . Wie beschreiben wir das materiell? Watt können wir nicht sagen, da diese Einheit für den tatsächlichen Stromverbrauch verwendet wird, 30 W. Also schufen sie eine neue Einheit namens VA - Volt x Ampere.

Ein Unterschied zwischen Watt und VA ist typisch für Schaltnetzteile, insbesondere für Billiggeräte. Switcher können so konstruiert werden, dass sie gleichmäßig wie eine Glühbirne ziehen, aber es kostet mehr.

Leistungsfaktor

Der Leistungsfaktor ist eine alte Messung, die widerspiegeln soll, wie die Stromaufnahme induktiver Lasten phasenverschoben zur Spannung ist. Diese Bedeutung wurde ausgedehnt, um diese Situation zu beschreiben.

Power factor is defined as watts / VA.  

Dieser hypothetische Umschalter mit 30 W und 120 VA hat also einen ziemlich schrecklichen Leistungsfaktor von 0,25 oder 25 %. VA ist einheitenlos – ein Verhältnis – da beide Einheiten von Volt*Ampere abgeleitet sind.

Eine Heizung oder Glühlampe hat einen Leistungsfaktor von 1,00 oder 100 %.

Also - wie misst dieses Messgerät? Sie müssten das Handbuch oder den Hersteller konsultieren, um zu sehen, wie es mit VA und Leistungsfaktor umgeht. Mein Markenname Kill-a-Watt zeigt Watt, VA und PF direkt an.

Leistungsfaktor.

Die Strom- und Spannungswellenformen sind aufgrund des Designs dieser Laststromversorgung nicht in Phase, sodass die tatsächlich verbrauchte Leistung kleiner als die Scheinleistung ist (gegeben durch Vrms * Irms), das Verhältnis ist als Leistungsfaktor bekannt.

Beachten Sie, dass Haushaltskunden nur die tatsächliche Leistung in Rechnung gestellt wird, was bei Industriekunden nicht der Fall ist.

Der Stromzähler misst 120 V und maximal 15 oder sogar 20 A Strom. Die maximale Leistung beträgt daher 1800 W oder 2400 W. Diese Messgeräte haben meist nur einen Strommessbereich. Wenn die Stromgenauigkeit 1 % beträgt, beträgt die Leistungsgenauigkeit 18 oder 24 W. Die Ziffer nach dem Punkt sollten Sie vergessen.

Der Monitorstromwert ist maximal, für einen weißen Bildschirm bei vollem Kontrast und maximaler Helligkeit. Dies ist kein Fehler, sondern eine Funktion, wenn dieser Monitor während des normalen Betriebs weniger Strom und Leistung verbraucht.

Wenn Sie eine reine ohmsche Last wie einen Wasserkocher messen, sollte das Produkt aus Strom und Spannung gleich dem angezeigten Leistungswert sein. Bei einer ohmschen Last ist der Strom wie die Spannung sinusförmig und es gibt keine Phasendifferenz zwischen Strom und Spannung.

Aber die von Ihnen gemessene Elektronik ist keine reine Widerstandslast, der Strom ist nicht sinusförmig und es gibt eine Phasendifferenz. Wirkleistung, Scheinleistung und Blindleistung sind also nicht gleich. Nur bei einer rein ohmschen Last sind Wirk- und Scheinleistung gleich und die Blindleistung ist Null.

Spannung ist mehr oder weniger gute Sinuswelle. Aber Strom ist nicht! Der Strom für solche Lasten ist eine gepulste Wellenform mit doppelter Frequenz, großer Amplitude und niedrigem Arbeitszyklus. Denn die heutige AC/DC-Versorgung funktioniert: Gleichrichter und DC/DC-Schaltung.

Erstens kann die Leistung nicht geschätzt werden, indem die Effektivspannung mit dem maximalen oder durchschnittlichen Strom multipliziert wird. Zweitens, um die von Ihnen gemessene Leistung zu messen, muss eine sehr gute ADC-Auflösung, geringes Rauschen und eine hohe Abtastrate vorhanden sein. All das steht im krassen Gegensatz zur Massenproduktion von Billigzählern. Vertrauen Sie mir, die sparen wahrscheinlich Geld, indem sie Kondensatoren weglassen.

Unterm Strich würde ich nichts Besseres erwarten, als Sie beschreiben.

Warum sollte der Zähler solche Messwerte anzeigen?

In einem Wechselstromsystem ist die Leistung nicht gleich V x I, außer wenn die Last rein ohmsch ist. Für alle anderen Lasten müssen Sie den Leistungsfaktor berücksichtigen. Der Leistungsfaktor (in seiner einfachsten Form) ist der Kosinus des Phasenwinkels zwischen Spannungs- und Stromwellenformen.

Verwenden Sie also eine lineare Last wie eine Induktivität oder einen Kondensator und einen Widerstand: -

Leistung = VI cos(phi), wobei phi der Phasenwinkel ist.

Für nichtlineare Lasten wie praktisch jedes elektrische Gerät mit einem Gleichstromkreis im Inneren wird es viel komplexer zu erklären, aber ich denke, Sie sind noch nicht bereit dafür?