Od Edisona do Krukowskiego – krótka historia liczników elektrolitycznych - LICZNIK - EDISON - ANDRZEJ PRZYTULSKI - KRUKOWSKI - HISTORIA - ELEKTROLITYCZNY
Farnell, An Avnet Company   Phoenix Contact Sp. z o.o.   Przedstawicielstwo Handlowe Paweł Rutkowski   Fluke Europe B.V.  

Energetyka, Automatyka przemysłowa, Elektrotechnika

Dodaj firmę Ogłoszenia Poleć znajomemu Dodaj artykuł Newsletter RSS
strona główna ARTYKUŁY Elektrotechnika Od Edisona do Krukowskiego – krótka historia liczników elektrolitycznych
drukuj stronę
poleć znajomemu

Od Edisona do Krukowskiego – krótka historia liczników elektrolitycznych

Na początku lat 80. XIX wieku pojawiły się na rynku udoskonalone przez Edisona żarówki oraz wynalezione nieco wcześniej (w 1866 roku) przez Wernera von Siemensa prądnice. Spełnione zostały podstawowe warunki do zastosowania energii elektrycznej na większą skalę.

Pierwszymi odbiornikami były głównie urządzenia oświetleniowe, dlatego rozliczenia prowadzono według ilości posiadanych punktów świetlnych, mocy żarówek i ich szacunkowego czasu świecenia. Taki sposób wyrównywania rachunków nie mógł, oczywiście, na dłuższy czas zadowalać ani wytwórców, ani odbiorców energii elektrycznej. Stała się ona przecież towarem i sprzedawana była klientom podobnie jak węgiel, gaz, woda i inne media. Poza tym do żarówek dołączyły bardzo szybko inne odbiorniki, takie jak urządzenia grzejne i silniki, których obszary zastosowań powiększały się błyskawicznie. Dlatego też musiały zostać wynalezione odpowiednie przyrządy pomiarowe, za pomocą których można by prowadzić rozliczenia o wiele dokładniej. Zapotrzebowanie na taką właśnie aparaturę było w owym czasie olbrzymie.

Wielu inżynierów i fizyków w Ameryce Północnej i Europie skonstruowało wtedy pokaźną liczbę różnego rodzaju przyrządów pomiarowych, mierników zużycia i liczników elektryczności, z których tylko nieliczne znalazły praktyczne zastosowanie. Etiene de Fodor (dyrektor centralnej stacji energetycznej w Atenach) w roku 1891 wydał obszerne opracowanie „Mierniki zużycia energii elektrycznej”. W książce tej opisano szczegółowo niezwykłe i fascynujące konstrukcje, ale tylko kilka z nich zostało wykonanych i zastosowanych przez różne konsorcja energetyczne. Niemiecki badacz wynalazków W. Stumpner donosił, że do 1925 roku w samych tylko Niemczech wydano ok. 2000 patentów dotyczących liczników energii elektrycznej [1].

W XIX wieku znana była większość efektów, jakie powstają podczas przepływu prądu elektrycznego w przewodnikach i elektrolitach. Do najważniejszych z nich zaliczano działania cieplne i elektromagnetyczne (rys. 1) oraz świetlne i elektrochemiczne (rys. 2).

Rys. 1.   Działania cieplne i magnetyczne prądu

Rys. 1. Działania cieplne i magnetyczne prądu

Rys. 2. Działania świetlne i elektrochemiczne prądu

Efekty te próbowano wykorzystywać przy budowie urządzeń zliczających pobór energii elektrycznej. Ponieważ pierwsze generatory były maszynami prądu stałego, to okazało się szybko, że zjawisko elektrolizy nadaje się doskonale do skonstruowania licznika „elektryczności”. W taki sposób powstał cały szereg liczników elektrolitycznych, różniących się głównie stanem skupienia substancji osadzanej na ujemnej elektrodzie – katodzie.

Podstawy pomiarów energii elektrycznej z wykorzystaniem elektrochemicznego działania prądu

W roku 1834 genialny angielski fizyk i chemik Michael Faraday sformułował prawa elektrolizy [2]. Pierwsze z nich mówi, że ilość materiału osadzonego na katodzie podczas elektrolizy jest proporcjonalna do ładunku elektrycznego, który przepłynął przez elektrolit. Drugie ma natomiast następującą formę: masa pierwiastka osadzonego na katodzie, przy przepływie przez elektrolit określonego ładunku elektrycznego, jest proporcjonalna do jego masy atomowej i odwrotnie proporcjonalna do wartościowości.

Rys. 3. Michael Faraday w swoim laboratorium – akwarela Harrieta Moorea [3]

Pierwsze z praw wykorzystywane było dawniej do definiowania jednostki natężenia prądu elektrycznego – ampera. Urządzenie służące do tego celu nazywane jest woltametrem.

Licznik elektrolityczny Edisona

Rys. 5.  Pierwszy elektrolityczny licznik Edisona, patent amerykański z 1881 roku  [1]

Rys. 5. Pierwszy elektrolityczny

licznik Edisona, patent amerykański

z 1881 roku [1]

W roku 1881 Tomas Alva Edison zbudował pierwszy licznik elektrolityczny (rys. 5) i zastosował go z powodzeniem w praktyce. Składał się on z dwóch komór. W górnej znajdowały się dwie celki elektrolityczne, natomiast w dolnej zasadniczym elementem był bocznik, przez który przepływało 99,9% prądu odbiorników [4]. Naczynia, w których odbywała się elektroliza, napełnione były 20-procentowym roztworem siarczanu cynku (ZnSO4). W każdym z nich zanurzone były po dwie elektrody cynkowe. W dolnej komorze, oprócz bocznika, znajdowały się jak na owe czasy dosyć skomplikowane urządzenia (także opracowane i opatentowane przez Edisona).

Ponieważ przewodność elektrolitu w znacznym stopniu zależy od jego temperatury,to tuż pod komórkami elektrolitycznymi zamontowana została żarówka z włóknem węglowym, która szczególnie w niskich temperaturach miała ogrzewać elektrolit.

Rys. 6. Jeden z odręcznych szkiców patentowych

Edisona –licznik energii elektrycznej – zgłoszony

jeszcze w 1880 r. wUrzędzie Patentowym

Stanów Zjednoczonych [8]

Regulacja następowała przez termometr bimetalowy. Oprócz tego stałość temperatury zapewniał termistor, włączony w szereg z ustrojem licznika. Podczas przepływu prądu na katodzie osadzał się cynk w ilości, w jakiej ubywało go na anodzie. W określonych odstępach czasu elektrody były wyjmowane i ważone. Z różnicy mas można było po pomnożeniu przez stałą licznika obliczyć zużytą przez klienta energię elektryczną.

Wspominany już Fodor wymieniał w swojej książce wiele cech pierwszego licznika Edisona, między innymi fakt, że do odczytu 200 takich liczników w ciągu jednego miesiąca trzeba było zatrudnić trzy osoby [1]. Jeżeli zakład energetyczny miałby wielu odbiorców, to liczba zatrudnionych inkasentów wpływałaby znacząco na cenę energii. Ironizując, można by powiedzieć, że liczniki Edisona byłyby dzisiaj doskonałym antidotum na likwidację bezrobocia, gdyż do obsługi 500 000 sztuk trzeba by zatrudnić około 7500 osób.

Bardzo dużą wadą tego rodzaju liczników było to, że „wskazanie” należało pomnożyć przez tysiąc. Błędy ważenia odgrywały tu niebagatelną rolę. Wydano więc odpowiednie przepisy dotyczące tego procesu, a obsługa zaopatrzona została w niezwykle dokładne wagi, celem wyeliminowania najważniejszych źródeł błędów.

follow us in feedly
Średnia ocena:
 
REKLAMA

Otrzymuj wiadomości z rynku elektrotechniki i informacje o nowościach produktowych bezpośrednio na swój adres e-mail.

Zapisz się
Administratorem danych osobowych jest Media Pakiet Sp. z o.o. z siedzibą w Białymstoku, adres: 15-617 Białystok ul. Nowosielska 50, @: biuro@elektroonline.pl. W Polityce Prywatności Administrator informuje o celu, okresie i podstawach prawnych przetwarzania danych osobowych, a także o prawach jakie przysługują osobom, których przetwarzane dane osobowe dotyczą, podmiotom którym Administrator może powierzyć do przetwarzania dane osobowe, oraz o zasadach zautomatyzowanego przetwarzania danych osobowych.
Komentarze (1)
Dodaj komentarz:  
Twój pseudonim: Zaloguj
Twój komentarz:
dodaj komentarz
No avatar
czytelnik
Poproszę więcej materiałów o historii elektryki/energetyki
REKLAMA
Nasze serwisy:
elektrykapradnietyka.com
przegladelektryczny.pl
rynekelektroniki.pl
automatykairobotyka.pl
budowainfo.pl