В наши дни количество израсходованной электроэнергии измеряет всем знакомый счётчик. Чем больше электричества пройдёт через него, тем больше оборотов сделает диск и тем значительнее показания счётчика. Современный прибор, как правило, отградуирован в киловатт-часах (кВт•ч). Однако первый электросчётчик, который придумал в 80-х гг. XIX в. знаменитый американский изобретатель Томас Алва Эдисон (1847— 1931), был совсем другим. В нём применялся принцип электролиза. В те времена использовался постоянный ток напряжением 110 В. На ввод каждого потребителя своей электрической компании Эдисон поместил эбонитовую коробочку, в которой находились две цинковые пластинки, погружённые в водный раствор сульфата цинка. При пропускании тока цинк постепенно переносился с анода на катод, в результате чего массы пластинок менялись. ещё Фарадей в 1833—1834 гг. установил, что при прохождении через раствор соли цинка 96 500 Кл электричества (это число называется постоянной Фарадея, её точное значение 96 484,6 Кл/моль) на катоде выделяется 32,7 г металлического цинка, т. е. ровно 0,5 моль, поскольку Zn2+ —двухзарядный ион. Поэтому по изменению массы пластинок определяли, много ли электроэнергии истратил потребитель.
Пропускать весь ток через электрохимическую ячейку было невыгодно: она сильно нагревалась бы, а цинковый анод быстро израсходовался. Поэтому Эдисон параллельно каждой ячейке присоединил шунт — пластинку из нейзильбера (сплав меди, никеля и цинка) шириной около 6 см и толщиной 0,25 мм: через шунт проходило 99 % всего электричества, а через ячейку — только 1 %. ещё одна проблема состояла в том, что при повышении температуры воздуха электропроводность раствора в ячейке повышается. Это выгодно компании (счётчик покажет больший расход электроэнергии, чем на самом деле), но не потребителю. Изобретательный Эдисон решил проблему просто: к каждой электрохимической ячейке он подсоединил катушку из медной проволоки с точно рассчитанным сопротивлением. В отличие от раствора в ячейке, сопротивление меди с повышением температуры увеличивается. Таким образом, изменение температурного режима действует на электропроводность раствора и катушки «в разные стороны»; в результате общее сопротивление счётчика остаётся постоянным как при повышении, так и при понижении температуры. Наконец, чтобы в очень холодную погоду счётчик не утратил своих качеств, специальное устройство включало небольшую лампочку, подогревающую ячейку.
Раз в месяц электрик обходил потребителей, вставлял заранее взвешенные новые катодные пластинки, а отработанные относил на центральную станцию. Там их промывали, сушили и взвешивали, после чего выписывали счёт за использованную электроэнергию, как это было тогда принято — по числу израсходованных ампер-часов (1 А•ч составляет 3600 А • с, или 3600 Кл).
В 1888 г. у электрической компании «Бостон Эдисон» имелось 800 таких счётчиков электроэнергии. Их обслуживали два электрика и три «мальчика на побегушках». Сравнение количества электричества, выработанного центральной станцией, с суммой показаний всех электрохимических счётчиков потребителей давало расхождение не более 3 %. Такая точность вполне устраивала владельцев компании.
Похожие статьи