Tipos de Contadores Eléctricos: Funcionamiento y Aplicaciones

Inducción Magnética y Campo Magnético

Los materiales ferromagnéticos se convierten en imanes cuando se encuentran en la proximidad de un imán. Este fenómeno se llama inducción magnética.

En general, la influencia que ejerce un imán sobre un material ferromagnético se llama magnetización.

En la región donde se manifiesta el fenómeno magnético descrito se dice que hay un campo magnético. Este campo magnético se representa gráficamente por líneas llamadas líneas de inducción magnética, que se supone salen del polo norte del imán y entran por el polo sur, y que son líneas cerradas, es decir, que no puede existir un imán con un solo polo.

Flujo Magnético

El número total de líneas de inducción magnética que atraviesan una superficie se denomina flujo magnético a través de dicha superficie. El flujo magnético se representa por la letra Φ, y si la inducción magnética, B, es uniforme, el flujo tiene por valor:

Φ = β . S .cosα

Donde S es la superficie y α el ángulo que forma una perpendicular a dicha superficie con la dirección de las líneas de inducción magnética. La unidad de flujo magnético es el weber (Wb).

Contador Monofásico de Inducción

Está constituido fundamentalmente (fig.1) por una bobina de muchas espiras (a), con conductor de poca sección, conectada en paralelo, y otra bobina de pocas espiras (b), con conductor de gran sección, conectada en serie. En el campo magnético de las bobinas se halla un disco giratorio de aluminio (c) cuyo eje lleva un tornillo sin fin que acciona el mecanismo de relojería registrador (d). Un imán permanente (e) origina el frenado del disco por corrientes parásitas cuando este gira.

Su funcionamiento está basado en la acción del campo magnético alternativo de las bobinas, recorridas por corriente alterna, sobre las corrientes parásitas del disco (generadas por ese mismo campo) y que lo impulsan a girar.

Se utiliza como contador de energía en corriente alterna.

Contadores Trifásicos

Los contadores trifásicos constan de dos o tres sistemas de medida actuando sobre un mismo órgano móvil que acciona el mecanismo registrador.

Los contadores trifásicos de energía activa tienen unas conexiones que se corresponden con las conexiones de medida de potencia con vatímetros (fig.2). El esquema (1) indica un contador monofásico conectado directamente; los esquemas (2) y (3) indican contadores trifásicos a tres y cuatro hilos conectados directamente; el esquema (4) es de un contador trifásico a cuatro hilos con doble tarifa y reloj para cambio de esta; el esquema (5) es de un contador trifásico a cuatro hilos conectado mediante transformadores de intensidad, y el esquema (6) corresponde a un contador a tres hilos para medida en alta tensión, conectado mediante transformadores de intensidad y de tensión.

Se construyen contadores trifásicos de energía reactiva, que tienen sus bobinas conexionadas de forma que miden en función del seno del ángulo de desfase entre la tensión y la intensidad (fig.3). El esquema (1) corresponde a un contador trifásico a tres hilos, en el que la conexión de las fases en la sucesión que se indica hace que la medida sea de energía reactiva. El esquema (2) es de un contador trifásico a cuatro hilos, y el esquema (3) indica un contador en el cual el desfase necesario entre los flujos magnéticos para la medida de energía reactiva, se consigue mediante una resistencia óhmica en serie con la bobina de tensión y otra resistencia en paralelo con la bobina de intensidad (que no se representa). Este último contador no se suele utilizar por tener fácilmente averías y un consumo interno alto.

Contadores de Doble o de Triple Tarifa

Constan de un impulsor y dos o tres mecanismos totalizadores, uno para cada tarifa (punta, llano y valle). Mediante un interruptor horario, queda adaptado al eje de giro del contador el mecanismo totalizador que corresponde según la hora.

Contadores de Máxima

Constan, además del totalizador (fig.4), de un mecanismo que señala la potencia máxima durante un período de tiempo (indicador) o la registran mediante un trazo en una cinta de papel (registrador). El contador con indicador de máxima lleva una escala graduada en kW. Una aguja de arrastre indica la máxima potencia durante 15 minutos, arrastra la aguja de lectura y vuelve a cero. La aguja indicadora registra la potencia máxima consumida en un tiempo. Cuando se efectúa la lectura del contador por parte de la empresa suministradora de energía, se coloca la aguja de lectura en la posición de cero. Se utilizan también maxímetros acumulativos, que en lugar de las agujas indicadoras están provistos de un sistema mecánico que indica, mediante dígitos, la potencia media en cada período, la potencia máxima en cada período de facturación y la potencia que acumula cada vez que se pone a cero.

Contadores de Impulsos

Utilizados en telemedición, que consiste en la medida y control de la energía consumida por un usuario mediante sistemas de control a distancia.

Para el sistema de telemedición son necesarios:

• Contadores de energía con emisor de impulsos. Un detector del giro del disco transforma esta señal en impulsos u oscilaciones de frecuencia.
• Equipo de concentradores de impulsos que reciben los impulsos de los contadores.
• Sistemas de transmisión de la información a través de la red de la energía eléctrica o de la red telefónica.

Los contadores de impulsos de energía activa y reactiva envían sus señales a un aparato llamado tarificador, que las convierte en unidades de energía y de potencia, y puede programarse según los períodos horarios y potencias contratadas.

Contadores Electrónicos

Son sistemas estáticos con medida digital, formados por circuitos electrónicos. Son de gran precisión y de poco consumo. Estos contadores incorporan en un solo aparato las funciones de:

• Contador de activa.
• Contador de reactiva.
• Maxímetro e interruptor horario.

Los datos se visualizan en una pantalla de cristal líquido (fig.5). Se programan según la tarifa eléctrica y pueden proporcionar datos sobre factor de potencia, energía aparente, fecha de la última lectura, etc.

Regletas de Verificación

La regleta de verificación es un elemento de comprobación que se sitúa entre los transformadores de medida y los contadores. Esta regleta permite:

• Comprobar el funcionamiento de los contadores.
• Conectar los contadores a los transformadores de medida y desconectar los contadores sin interrumpir el suministro de energía.

Vatímetro