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Como um relógio de luz funciona?

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Título:
Como um relógio de luz funciona?
Tópico:
Eletricidade
Pergunta: 

Como um relógio de luz doméstico funciona?

Answer: 

O relógio de luz é projetado para medir o total de energia elétrica consumida em uma casa, geralmente em quilowatt-hora (kWh). Ele calcula o excedente integral de força elétrica (em Watts) consumido na rede de força entregue na casa. A força elétrica é medida ao se tirar o produto da corrente da linha (em ampère) e da voltagem da linha (em Volts).

Relógios de luz geralmente consistem de duas partes:
- um transdutor para converter a força em um sinal mecânico ou elétrico, e
- um contador para integrar e mostrar o valor da energia total que passou pelo relógio.

A maneira mais simples de medir a corrente de linha e a voltagem para relógios eletrônicos de fase única é:
- corrente de linha: ampliar a queda de voltagem causada por essa corrente ao passar por um resistor de circuito de baixo valor (abaixo de 1 Ohm) em série com a carga (todos os eletrodomésticos na casa).
- voltagem de linha: ampliar a voltagem no ponto do meio do divisor resistivo localizado entre a fase de voltagem e neutro. Multiplicadores e integradores analógicos foram usados para calcular o kWh. Em relógios recentes, os dois valores geralmente são digitalizados e o produto e o integral são realizados em um micro-controlador.

Em relógios multifásicos (muitas casas têm 2 ou 3 fases de fornecimento de eletricidade, proporcionando mais força), medidas de voltagem e corrente foram eletronicamente isoladas para cada fase, e transformadores são usados no lugar de circuitos como sensores de corrente.

Relógios de fase única recentes usam sensores de efeito Hall. O efeito Hall é a voltagem entre lados opostos de uma camada fina de material criada pelo campo magnético aplicado à camada fina e a corrente elétrica passando pela camada. A voltagem de saída, que é proporcional à força da linha, é ampliada, digitalizada e integrada com o tempo para calcular o kWh cobrável.

Veja também Informações sobre a divisão de sensores e controle da Honeywell e a definição da Wikipédia (em inglês).


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