Elektrik Sayacı Nedir? Çalışma Prensibi

Elektrik sayacı nedir: Tüketilen elektrik enerjisi miktarını ölçme ve faturalandırmayı sağlamak amacıyla kullanılır. İlk enerji sayacı 1872’de Samuel Gardiner tarafından üretilmiştir. Elektrik sayaçları tüketilen enerjiyi watt/saat (Wh) olarak gösterir. Watt olarak çekilen güç ile saat olarak bu gücün çekildiği zamanın çarpımına eşittir. Kullanılan cihaz sayısı fazlalaştıkça  sayacın ibresinin hızlı dönmesine neden olur.

Elektrik sayacı;

• Ölçü birimi Wh (WattSaat), kWh (KiloWattSaat) ve mWh (MegaWattSaat)’tir.
• Türüne bağlı olarak alternatif akım (AC) veya doğru akım (DC) ölçümü yapabilirler.

Elektrik Sayacı Ne İşe Yarar?

• Elektrik enerjisi ölçülmesi,
• Üretilen ve tüketilen elektrik enerjisinin bilinmesi,
• Kaçak olarak kullanılan elektrik kayıplarının bulunması,
• Maliyetinin ne kadar olduğunu hesaplayabilmek için gerekir.

Elektrik sayacı devreden çekilen güçlerin sabit ya da değişken değerlerini zaman ekseni üzerinde toplar. Özellikle kilowattsaat (kwh) türünden kaydeder. Elektrik alıcılarının gücünü ölçen cihaz wattmetre, elektrik almaçlarının yaptığı işi doğrudan ölçen cihazlara elektrik sayacı adı verilir. Sayaç ile wattmetrenin yapısı aynıdır. Aralarındaki fark, wattmetrede ibre, sayaçta sayıcı (numaratör) vardır.

Elektrik Sayacı Yapısı

Elektrik sayacı anolog ölçüm yapan indüksiyonlu sayaçlar U ve G şeklinde elektromıknatıs, alüminyum disk ve sabit mıknatıstan oluşur. Alüminyum disk elektromıknatıs kutupları arasında serbest bir şekilde dönecek biçimde yataklandırılır.

Elektrik Sayaç Özellikleri

Ölçü aletlerinde elektrik akımının etkisi ile dönen sistem belirli bir açı kadar sapmaktadır. Elektrik sayaçlarında ise dönen sistem devamlı bir dönme hareketi yapar. Bu dönme hareketinin hızı, harcanan elektrik gücü ile orantılıdır.

Bu cihazlarda karşı koyma momenti yerine, hareketli sistemin hızı ile orantılı olan frenleyici moment etkisini gösterir. Frenleyici moment ise, hareketli sistemle aynı mil üzerine bağlanan bir alüminyum diskin devamlı mıknatıs kutupları arasında dönmesi ile sağlanır.

Elektrik Sayacı Çalışma Prensibi

Elektrik sayaçları içerisinde G ve U şekline benzeyen gerilim bobini ve akım bobini, alüminyum disk ve sabit bir mıknatıs vardır. Gerilim bobini demir bir nüve üzerine ince kesitli çok sarımlı olarak sarılmıştır. Akım bobini ise ayrı bir demir nüve üzerine kalın kesitli az sipirli olarak sarılmıştır.

Ayrıca akım bobini nüvesi üzerinde, uçları bir R direncine bağlı birkaç sipirli bir bobin daha vardır. Gerilim ve akım bobini elektromıknatıs kutupları arasında alüminyum disk rahat dönecek şekilde yerleştirilmiştir. Süre bakımından değişen ve bir alan içinde bulunan bu disk üzerinde akım indüklenir.

O halde diske akım iletmek için doğru akım sayaçlarında olduğu dibi fırça ve kollektöre ihtiyaç yoktur. Diskte akım indüksiyon yolu ile sağlanır. Üzerinden akım geçen disk, içinde bulunduğu alanın etkisi ile bir dönme momenti oluşturur ve böylece disk döner.  Diskin devri ise, sonsuz bir vida ile numaratöre iletir. Elektrik sayaç okuma ile tüketilen enerji toplanarak ölçülür. Cihazın dönme hızı, sistemden çektiği güç ile doğru orantılı olur.

Elektrik Sayacı Nasıl Bağlanır?

Harcanan enerjinin ölçülmesi için sayacın devreye doğru bağlanması gerekir. Elektrik sayaçları watmetreye benzer ve onlar gibi bağlanırlar. Akım bobini devreye seri, gerilim bobini ise devreye paralel olarak bağlanır. Devreye bağlanmaları üç aşamada olur.

Direkt  Bağlama

Alçak gerilim şebekelerinde akımın büyük olmadığı yerde sayaçlar doğrudan bağlanır. Evlerde olduğu gibi. Bir fazlı sayaçlar genellikle 5, 10, 20, 30 amper 220 volt olarak dizayn edilmiştir. Bir fazlı sayaçlarda şebekeden gelen faz elektrik sayacının 1 nolu ucuna girer. Nötr ise 4 nolu uca girer. 3 nolu ucundan faz çıkar. 5 nolu ucundan nötr çıkarak alıcılara bağlanır.

Akım Ölçü Trafosu İle Bağlama

Alçak gerilim şebekesinde akımın büyük olduğu fabrika atölye vb. gibi yerlerde akım ölçü trafosu ile bağlama yapılır. Akım bobinine bir ölçü transformatörünün sekonder uçları bağlanır. Sayacın akım bobini 5 amperlik gerilim bobini de şebekeye doğrudan doğruya bağlanacak şekilde dizayn edilmiştir.

Akım Ve Gerilim Ölçü Trafoları İle Bağlama 

Yüksek gerilimli tesislerde harcamaları ölçmek için elektrik sayaçları ölçü trafosu bağlanarak ölçülür. Yüksek gerilim, sayaç voltajı için düşürülür. Böylece yüksek gerilimden de izole edilmiş olur. Bazı tip sayaçlar doğrudan doğruya kWh cinsinden okurlar. Bazıları ise ölçü trafoları ile kullanıldıkları zaman sayacın gösterdiği değeri transformatörün dönüştürme oranı ile çarpmak gerekir.

Sayaç Çeşitleri

Elektrik sayaç çeşitleri, doğru akım (DA yada DC) ve alternatif akım (AA yada AC) sayaçları olmak üzere iki tanedir.

Piyasada çok tarifeli ön ödemeli elektrik sayacı vardır.  Yeni elektrik sayaçları, imalatı, standartlar ve yönetmelikler çerçevesinde yapılmaktadır. İlke olarak üretilen sayaçların tümünün özellikleri aynıdır. Elektronik sayaç aktif ve reaktif olarak imal edilmektedir. Üç fazlı sistemlerde, trifaze kombi (aktif- reaktif- kapasitif)ve  trifaze sayaç kullanılmaktadır.

Enerji Birimleri; Watt saatin (Wh’ın) 1000 katı olan kilowatt/saat yada 1.000.000 katı olan Megawatt/saat (MWh) kullanılır.

Elektrikte İş Nedir? Nasıl Hesaplanır?

Enerji şeklinden biri elektriktir. Elektrik kaynaklarından olan, doğalgaz, kömür, petrol, nükleer enerji veya yenilenebilir enerji kaynaklarından faydalanarak ikinci bir enerji elde etmektir. Herhangi bir zamanda elektrik enerjisi kullanarak iş yapılır. Birim zaman da enerji tüketerek alınan sonuca (ısı, manyetik, ışık) elektrikte iş denir. Elektrik enerjisi ile  çalışan bir alıcının tükettiği enerji miktarı arttığı zaman gördüğü iş de o nispette artmış olur. Elektrikte iş, devreden çekilen güç ile zamanın çarpımına eşittir.

Elektrikte iş “W” harfi ile simgelenir.

Formül; W= P x t ( İş = Güç x Zaman) dir.

İş birimi;  kilowattsaat (kWh)’tir.

Devreye bağlı olan 1000 watt (1 kilowatt) gücündeki alıcı, bir saat çalışırsa yaptığı iş 1 kWh’tir.

Güç denklemi: P = V .  I

İş denkleminde P yerine V . I yazdığımızda W = V . I . t biçiminde de yazılır.

Örneğin: Elektrik sayacı 6 saatte 60 kWh yazarsa, sayaca bağlı olan alıcının gücünü bulalım.

Çözüm: W = P . t denkleminden P‘ yi çektiğimiz de

P = W / t = 60/6 = 10 kW = 10000 W bulunur.

Örneğin; Gücü 1 kW (1000 W) olan ısıtıcı 8 saatte kaç kWh enerji harcar?

Çözüm: W = P . t = 1 . 8 = 8 kW

İndüksiyon Sayacı Cihazı

​​​​​​Sayacın iki sargısı vardır. İkiye ayrılmış manyetik çekirdek karşısında sarılmış akım ve gerilim çekirdekli elektromıknatıs sargıları bulunmaktadır. İndüksiyon sayacı ile detaylar için sayfayı tıklayınız.

Elektrik Sayaç Markaları

Elektrik firmaları, birçok marka ve kalitede elektrik sayaç imalatı yapmaktadırlar. MKE,  Esem, Köhler trifze dijital elektrik sayacı, vb gibi markalar mevcuttur. Bu elektrik sayaç fiyatları da özelliklerine ve kullanıldıkları yerlere göre farklılık gösterir.