INDICATORE POTENZA ISTANTANEA

riferimenti

genere	DATA	generalità	Note	distribuzione
ELETTROTECNICA	2008 / 2009	MISURATORE POTENZA RETE ELETTRICA DI CASA		AF, VARI

GENERALITA’

Da quando il fornitore di energia elettrica (nel mio caso l’ENEL) ha sostituito i vecchi contatori elettromeccanici con i nuovi elettronici, le cattive abitudini elettriche di casa sono venute allo scoperto. Bollette esagerate, causate proprio dal cattivo impiego dei vari elettrodomestici. A questo poi si aggiunge una situazione di incomprensione tra tutti, moglie e figli compresi che purtroppo non hanno nel DNA il senso del consumo elettrico.

Così è nata l’esigenza di rendere visibile ed immediato il consumo di energia di casa, con lo scopo di educare, capire i momenti adatti per uno o altro elettrodomestico, e sfatare i miti, come per esempio quello che “la mia radio chissà cosa consuma !!!!” .

Sopra al quadretto degli interruttori così è apparso, per mio progetto e costruzione, un piccolo quanto cattivo strumento a lancetta che corredato da un didascalia è riuscito a fare ragionare un po’ tutti.

Il galvanometro indica la potenza istantanea, sempre, così che anche l’utilizzatore del phono (asciugacapelli) vede con i suoi occhi che se lo fa con la lavatrice in moto o il forno acceso il conto in bolletta aumenta vertiginosamente ed è normale che l’interruttore da basso scatti!…..

magari la realizzazione è un po’ (tanto) casereccia, ma del resto è fatto per casa…

DETTAGLI CIRCUITO

In realtà ho costruito un misuratore di corrente, che supponendo la tensione di rete costante di 220 Volt può indicare la potenza semplicemente tarando la scala in KW usando la semplice formula W (VA) = V X I.

La precisione richiesta non è grande, anche se deve essere il più possibile esatto. La lancetta è essenziale, perché da il senso immediato della posizione nel campo ammesso, e anche fuori di esso se si esagera con i consumi. Sulla scala è indicato dove il nuovo contatore sgancia per supero potenza (ed è vero, prove con tutta la famiglia presente hanno lasciato il segno) e anche indica dove, superati i 3 KW, la tariffa sale vertiginosamente.

Il misuratore di corrente è un trasformatore toroidale che se è attraversato da una corrente nella unica spira del primario la vede scorrere anche sul secondario in quantità minore secondo il numero di spire del secondario stesso. Ovvero se avessi 1 ampere al primario e 10 spire sul secondario su quest’ultimo scorrerebbe 1/10=0.1 A cioè 100 milliAmpere.

Se disponessi di componenti perfetti e capacità costruttive illimitate, avendo a disposizione uno strumento a lancetta per c.c. da un milliAmpere f.s. , volendo misurare 4.5 KW f.s. (cioè 20.45 Ampere @ 220 Vac) costruirei un toroide con 20450 spire al secondario, e collegando lo strumento al trasformatore con un ponte rettificatore sarei a posto. Vabbè le spire sarebbero un po’ meno di 20000 per via che mi interessa leggere la potenza efficace e non quella di picco… ma siamo sempre sulle mila spire.

La realtà vede però un sacco di cialtroni: io, i diodi del rettificatore, le 20000 spire che sono una palla da avvolgere…. Quindi si fa prima a vedere cosa offre la scatola dei recuperi, e aguzzare l’ingegno.

Tra essi trovo un toroide precedentemente usato come filtro che ha 180 spire fitte, ed era usato in un televisore abbastanza vecchio, tale da garantire che la frequenza cui è buono sia bassa. Io lo uso a 50 hertz. Le sue misure sono diametro 27 mm, spessore 13 mm, laccato rosso opaco. T1.

Ai capi del secondario pongo una resistenza, che serve a far scorrere la corrente nel secondario, e più essa è di piccolo valore e minore è la perdita di inserimento di questo misuratore. Di contro più è elevata e più alta è la tensione sviluppata ai suoi capi, quella che serve a deflettere la lancetta dello strumento.

Dopo numerosi tentativi con valori e circuiti diversi sono arrivato ad usare 22.2 ohm, da 2 watt perché anche il poco calore dissipato alla condizione limite non ne alteri il valore. Ai suoi capi si sviluppano circa 2.5 Volt alla corrente di 20.45 A rms sul primario.

Il circuito si completa con un rettificatore a duplicatore usando diodi al germanio, capacità di filtro, e resistenze in serie allo strumento con un trimmer per tarare la scala. Lo strumento ha una resistenza misurata di 75 ohm.

I componenti sono pochi e stanno comodamente su un piastrino di c.s. montato direttamente dietro al galvanometro.

TARATURA

Questa è la parte finale del lavoro. Va effettuata con cautela.

Il toroide va inserito più a monte possibile nel filo della fase. Per fare ciò è consigliabile distaccare la corrente direttamente dal contatore, e misurare che non vi sia tensione sui fili tra loro e verso terra. Non si sa mai che per errore si stacca il contatore di un altro e in più si prende pure la scossa. Dopo aver posizionato il toro va ridata corrente.

Poi va tarato il trimmer misurando la corrente del forno, per esempio. Io ho usato una pinza amperometrica utilizzata al lavoro e quindi non è stato necessario interporre un DVM in serie al primario. Si fa un conto di quanto è la potenza e si regola il trimmer perché legga quella potenza. Meglio se è una potenza elevata, cioè vicina al massimo, cioè 3 KW.

Per rifare la scala dello strumento consiglio sempre il programma “GALVA” che anche se un po’antiquato è adatto allo scopo. C’è pure un programma dato gratis negli handbook della ARRL ma è, a mio parere, meno performante.

Buon divertimento,

Alessandro Frezzotti