2020-11-28 10:05

为什么换电表后你交的电费变多了?

#5分钟科普

当这颗灯闪烁 6400 次时,就意味着……你用掉了 1 度电。这些电力够给你新买的 iPhone 12 Pro Max 充电 70 次;让普通家用冰箱运行一天;或者,让家用电暖器运行半个小时。与此同时,你家的电表也会忠实记录下这些信息,扣掉大概 5 毛钱电费。电表怎么知道你用了多少电?为什么换完电表之后,你要交的电费变多了?

 

电表可以分为感应式电表,和电子式电表两种。过去中国家庭中最常见的是单相交流感应式电表。它们的基本结构相似,其中的核心部件,是测量机构。测量机构的基础原理是电磁感应:当电表接入电路,其中的电压线圈和电流线圈会通电,产生交变磁通穿过铝盘,并分别在铝盘上感应出涡流。磁通和涡流相互作用,产生转动力矩使铝盘转动。

 

此时,正中心的转轴也会跟着转动,带动上方的字轮式计度器一起转动,显示你的用电量。前来抄表的大哥拿这次的电表示数减去上一次抄表的示数,就能知道你用了多少电,该缴多少电费。由于产生的磁通与电路中的电压和负载电流呈正比,所以负载越大,铝盘转得越快,连带着上方的计数器也走得越快。

 

不过请注意:如果只有磁通和涡流产生的转动力矩,那铝盘的转速就会越来越快。所以电表中还有这个由磁铁制成的制动装置,它负责在铝盘转动时产生和转动力矩方向相反的制动力矩,让铝盘匀速转动,以免你因电致贫。

 

经过精密测算和校准,你每用一度电,这块电表就会转动 1600 圈。如果用强力磁铁等手段,让铝盘转得慢一些,那么电表也就能走得慢一些,那么......你就能成为一名「节能高手」,然后锒铛入狱。

 

不过,有些人自称即便入狱,也无怨无悔。先别羡慕,因为你早已利用过合法的方式,从这些感应式电表「白嫖」过许多电力了。

 

在感应式电表中,铝盘从静止到开始转动需要克服摩擦阻力,这就需要电路中存在一个起动电流。起动电流大小与电表本身的基本电流 Ib 有关。根据相关标准,普通家用的二级电表起动电流不得高于 0.005 Ib。那么这块基本电流为 5A 的电流表,只有在整个电路中通过 25mA 电流,也就是至少插入功率不低于 5.5W 功率用电器时,电表才会记录你的用电量。而这块苹果祖传的 5V 1A 充电头,功率仅为 5 瓦。所以如果你全屋只用这一个充电器,那么恭喜你,你合法地薅了电网公司一笔电费。

 

那么,电表厂为什么不降低电表的起动电流,堵上漏洞呢?

 

因为要减小起动电流,就必须同时减小基本电流,但这又会影响电表的最大额定电流 Imax。此时如果家中用电器太多,就会增加测量误差,或者导致空气开关跳闸,甚至烧毁电表。为了平衡测量精度和生产成本,感应式电表的 Imax 通常设置为基本电流 Ib 的二到四倍。

 

另外,感应式电表中的机械零件的磨损、老化,也会让起动电流进一步增大,或者降低计量精度。国家电力部门在 1999 年的抽检中发现,运行五年以上的电表中有一半以上的计量误差都超过了设计要求。

 

为了更加准确方便地收缴你的电费,先进而冷酷的智能电表登场了。目前的智能电表大多是全电子式电表。它通过芯片实时采样家庭电路中的电流和电压信号,在处理后输出低频脉冲信号,信号频率和电路的平均功率成正比,由此准确计量你的用电信息。另外,芯片也会驱动上方的计度器计数,同时让面板上的灯,闪一下。根据这块电表的设定,这颗 LED 灯每闪烁 6400 次,就意味着你就用掉了一度电。

 

全电子式电表内部没有机械结构,因此只需要一点点电流,就足以带动它开始转动。一块基本电流为 5A 的全电子式电表,起动电流通常只要 7.5mA,你这颗 5V 1A 的充电头,终于可以安详地躺进历史的垃圾堆了。

 

由于测量原理和内部结构不同,全电子式电表基本不会出现磁场改变、摩擦增大、转速变慢等情况,它能让你用更多高功率电器,同时无情地记录你用掉的每一度电。许多人更换电表后发现电费比之前多了,这就是因为电子式电表更加精准,那个可以钻空子占点儿小便宜的古典时代,已经一去不复返了。

 

当然,硬想偷电也不是没办法。比如这位老兄就设计了一款无线偷电器,只要在电线杆下站一天,你就可以充满一节电池。

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