El teorema de Blondel, que lleva el nombre de su descubridor, el ingeniero eléctrico francés André Blondel , es el resultado de su intento de simplificar tanto la medición de la energía eléctrica como la validación de dichas mediciones.
El resultado es una regla simple que especifica el número mínimo de medidores de vatios-hora necesarios para medir el consumo de energía en cualquier sistema de conductores eléctricos .
El teorema establece que la potencia suministrada a un sistema de N conductores es igual a la suma algebraica de la potencia medida por N vatímetros. Los N vatímetros están conectados por separado de modo que cada uno mide el nivel de corriente en uno de los N conductores y el nivel de potencial entre ese conductor y un punto común. En una simplificación adicional, si ese punto común está ubicado en uno de los conductores, el medidor de ese conductor se puede quitar y solo se requieren N-1 medidores. Un medidor de energía eléctrica es un vatímetro cuyas mediciones se integran en el tiempo, por lo que el teorema también se aplica a los medidores de vatios-hora . [1] Blondel escribió un artículo sobre sus resultados que se presentó en el Congreso Internacional de Electricidad celebrado en Chicago en 1893. Aunque no estuvo presente en el Congreso, su artículo está incluido en las Actas publicadas. [2]
En lugar de utilizar N-1 medidores separados, los medidores se combinan en una sola carcasa para fines comerciales, como la medición de la energía suministrada a hogares y empresas. Cada par de una unidad de medición de corriente más una unidad de medición de potencial se denomina entonces estator o elemento. Así, por ejemplo, un medidor para un servicio de cuatro cables incluirá tres elementos. El teorema de Blondel simplifica el trabajo de un trabajador de una empresa de servicios eléctricos al especificar que un servicio de N cables se medirá correctamente con un medidor de N-1 elementos. Desafortunadamente, surge confusión para dichos trabajadores debido a la existencia de medidores que no contienen pares ordenados de unidades de medición de potencial individuales con unidades de medición de corriente individuales. Por ejemplo, anteriormente se utilizaba un medidor para servicios de cuatro cables que contenía dos bobinas de potencial y tres bobinas de corriente y se llamaba medidor de 2,5 elementos.
Los medidores de energía eléctrica que cumplen con el requisito de elementos N-1 para un servicio de cable N a menudo se dice que cumplen con Blondel . Esta etiqueta identifica al medidor como uno que medirá correctamente bajo todas las condiciones cuando se instala correctamente. Sin embargo, un medidor no tiene que cumplir con Blondel para proporcionar mediciones adecuadamente precisas y la práctica de la industria a menudo incluye el uso de dichos medidores no compatibles. El medidor de forma 2S se usa ampliamente en la medición de servicios residenciales de tres cables, a pesar de no cumplir con dichos servicios. Este servicio residencial común consta de dos cables de 120 voltios y un cable neutro . Un medidor compatible con Blondel para un servicio de este tipo necesitaría dos elementos (y un zócalo de cinco mordazas para aceptar dicho medidor), pero el medidor 2S es un medidor de un solo elemento. El medidor 2S incluye un dispositivo de medición de potencial (una bobina o un voltímetro ) y dos dispositivos de medición de corriente. Los dispositivos de medición de corriente brindan una medición igual a la mitad del valor de corriente real. La combinación de una sola bobina de potencial y dos denominadas medias bobinas proporciona una medición altamente precisa en la mayoría de las condiciones. El medidor se ha utilizado desde los primeros días de la industria eléctrica. Las ventajas eran el menor costo de una sola bobina de potencial y la evitación de interferencias entre dos elementos que impulsan un solo disco en un medidor de inducción. Para cargas de línea a línea, el medidor es compatible con Blondel. Tales cargas son cargas de dos cables y un medidor de un solo elemento es suficiente. La falta de conformidad del medidor ocurre en la medición de cargas de línea a neutro. El diseño del medidor se aproxima a una medición de dos elementos al combinar un valor de corriente medio con el valor de potencial de la conexión de línea a línea. El potencial de línea a línea es exactamente el doble de la conexión de línea a neutro si las dos conexiones de línea a neutro están exactamente equilibradas. El doble del potencial por la mitad de la corriente se aproxima entonces al valor de potencia real con igualdad bajo potencial equilibrado. En el caso de cargas de línea a línea, dos veces el valor de corriente medio por el valor de potencial es igual a la potencia real. Se introduce un error si los dos potenciales de línea a neutro no están equilibrados y si las cargas de línea a neutro no están distribuidas de manera uniforme. Ese error se da por 0,5(V1-V2)(I1-I2), donde V1 e I1 son el potencial y la corriente conectados entre una línea y el neutro, y V2 e I2 son los conectados entre la otra línea y el neutro. [1] Dado que la industria normalmente mantiene una precisión del cinco por ciento en el potencial, el error será aceptablemente bajo si las cargas no están muy desequilibradas.
Este mismo medidor ha sido modificado o instalado en tomas modificadas y se ha utilizado para servicios de dos cables y 120 voltios (reetiquetados como 2W en la cara del medidor). La modificación coloca las dos medias bobinas en serie de modo que se crea una bobina completa. En dichas instalaciones, el medidor de un solo elemento cumple con la normativa Blondel. También existe una versión de tres cables de 240/480 voltios que no cumple con la normativa Blondel. También se utilizan medidores trifásicos que no cumplen con la normativa Blondel, como los modelos 14S y 15S, pero se pueden reemplazar fácilmente por medidores modernos y se pueden considerar obsoletos.
