Измерение электроэнергии в однофазных и трехфазных сетях

Электротехника -- техническая наука, изучающая получение, распределение, преобразование и использование электрической энергии. Электротехника выделилась в самостоятельную науку из физики в конце XIX века, после комерциализации телеграфа и передачи электрической энергии. В настоящее время электротехника включает в себя несколько наук: энергетику, электронику, системы управления.

Энергетика наука о выработке, передаче и потреблении электрической энергии, а также о разработке устройств для этих целей. К таким устройствам относят: трансформаторы, электрические генераторы, электродвигатели, и электронику для управления силовыми приводами. Многие государства мира имеют электрическую сеть, называемую электроэнергетической системой, которая соединяет множество генераторов с потребителями энергии. Потребители получают энергию из сети, не тратя ресурсы на выработку своей собственной энергии. Энергетики работают как над проектированием и обслуживанием сети, так и над энергетическими системами, присоединёнными к сети. Такие системы называются внутрисетевыми и могут как поставлять энергию в сеть, так и потреблять её. Энергетики работают также и над системами не присоединёнными к сети, называемиыми внесетевыми, которые в некоторых случаях являются более предпочтительными, чем внутрисетевые системы. Имеется перспектива создания энергетических систем, контролируемых со спутника, имеющих обратную связь в реальном времени, что позволит избежать скачков напряжения и предотвратить нарушения энергоснабжения.

Задачами автоматических систем управления является моделирование различных динамических систем и разработка контроллеров, которые заставляют эти системы работать нужным образом. Для создания таких устройств могут использоваться электрические схемы, процессоры цифровой обработки сигналов, микроконтроллеры и программируемые логические контроллеры. Системы управления имеют широкую область применения от бортовых систем и энергетических установок на коммерческих авиалайнерах до автоматов постоянной скорости, имеющихся во множестве современных автомобилей. Также автоматика играет важную роль в автоматизации промышленного производства. Инженеры часто используют обратную связь при проектировании систем управления. Например в автомобиле с автоматом постоянной скорости скорость транспортного средства постоянно отслеживается и данные передаются системе, которая соответственно регулирует выходную мощность двигателя. Если имеется стандартная система обратной связи, можно использовать теорию управления для определения того, как система должна реагировать на поступающую информацию.

Электроника затрагивает вопросы разработки и тестирования электронных цепей, в которых в качестве компонентов используются резисторы, конденсаторы, индукторы, диоды и транзисторы с целью получения заданной функциональности. Резонансный контур, который позволяет отфильтровывать все радио сигналы кроме заданной станции является одним из примеров таких цепей.

Какие же новые виды энергии будут применяться или уже применяются в качестве основных при совершении научно-технической революции? Новыми видами энергии, которые нашли, находят или найдут в будущем широкое применение, которые стали или станут основными видами энергии, являются: электроэнергия (вторичная форма энергии), атомная, в том числе термоядерная энергия, энергия внутриземного тепла и энергия солнечного излучения (первичные формы энергии). Все эти виды энергии применяются и в настоящее время, но их применение, за исключением электроэнергии, является незначительным, особенно солнечной энергии и энергии внутриземного тепла. Однако не вызывает сомнения, что при дальнейшем развитии научно-технической революции (совершении технологического переворота) новые виды энергии не только займут место основных видов энергии, но и постепенно вытеснят те виды энергии, которые широко применялись до научно-технической революции. Из новых видов энергии широчайшее применение получила электроэнергия, в которую преобразуется примерно половина производимой тепловой энергии. Так, в 1970 г. производство тепловой энергии в СССР, в перерасчете на электроэнергию, централизованными источниками составило 1507 млрд.квт.ч.

Из первичных видов энергии широкое распространение получила лишь атомная энергия (на основе деления ядер тяжелых атомов). Количество электроэнергии, вырабатываемой атомными электростанциями, уже находится примерно на одном уровне с количеством электроэнергии, вырабатываемой гидроэлектростанциями. Последние дают в мировом производстве электроэнергии 5,6% (в 1974 г.), выработка же электроэнергии атомными электростанциями составляет (в 1972 г.): в Японии - 2,2%, в США и ФРГ - 3,3%, во Франции - 8,5% и в Англии - 11,1% от всей мировой выработки электроэнергии. В СССР выработка электроэнергии атомными электростанциями составляла в 1970 г. - 0,5% (3,5 млрд.квт.ч.), а в 1975 г. - 2,35% (25 млрд.квт.ч.), т.е. увеличилась за 5 лет в 7 раз (23-131). применяются сейчас.

Величайшим достижением в развитии электротехники и применении электроэнергии явилось непосредственное применении последней в технологических процессах общественного производства. С этого времени начинается новый этап в применении электроэнергии и развитии электротехники. Если раньше электроэнергия применялась в электромеханической, электронагревательной и электронной технике, то теперь она становится прямым участником целого ряда технологических процессов.

1. Измерение расхода электрической энергии в однофазных и трёхфазных сетях