Pretvornik struje i pretvornik napona su obje vrste električnih mjernih uređaja koji se koriste u elektroenergetskim sustavima, automatizaciji i industrijskom nadzoru. Njihova je glavna svrha pretvoriti električne veličine (struju ili napon) u standardizirani, mjerljivi izlazni signal koji mogu koristiti kontrolni sustavi, mjerači ili oprema za prikupljanje podataka. Iako su slični po konceptu, bitno se razlikuju po tome što mjere, kako rade i gdje se primjenjuju.
A pretvornik struje dizajniran je za mjerenje električne struje koja teče kroz vodič. Osjeća veličinu struje—izmjeničnu ili istosmjernu, ovisno o korištenoj tehnologiji—i pretvara je u proporcionalni izlazni signal. Uobičajeni izlazni formati uključuju analogni napon (kao što je 0–5 V), strujne petlje (kao što je 4–20 mA) ili digitalne signale. Strujni pretvornici mogu koristiti različite senzorske principe kao što je tehnologija Hallovog efekta, strujni transformatori ili mjerenje temeljeno na šantovima. Na primjer, pretvarači struje s Hallovim efektom mogu mjeriti izmjeničnu i istosmjernu struju bez izravnog električnog kontakta, što ih čini prikladnima za izolirane i visokonaponske sustave. Ovi uređaji imaju široku primjenu u kontroli motora, nadzoru baterije, sustavima napajanja i upravljanju energijom jer omogućuju sigurno i točno praćenje protoka struje bez umetanja mjernih instrumenata izravno u glavni strujni krug.
Pretvarač napona, s druge strane, dizajniran je za mjerenje električnog napona između dvije točke u krugu. Pretvara visoku ili nisku razinu napona u niži, standardizirani signal koji mogu sigurno očitati kontroleri ili nadzorni uređaji. Slično strujnim pretvaračima, naponski pretvarači također emitiraju standardizirane signale kao što su 0–10 V, 4–20 mA ili digitalne komunikacijske signale. Oni obično koriste mreže razdjelnika otpornika, izolacijska pojačala ili metode temeljene na transformatoru (za izmjenični napon) kako bi smanjili izmjereni napon uz zadržavanje točnosti i električne izolacije. Pretvarači napona obično se koriste u sustavima distribucije električne energije, nadzoru obnovljivih izvora energije, automatizaciji mreže i industrijskim kontrolnim pločama gdje je točan nadzor napona kritičan za stabilnost i zaštitu sustava.
Ključna razlika između njih leži u električnoj veličini koju mjere. Pretvornik struje mjeri protok električnog naboja kroz vodič, dok pretvornik napona mjeri razliku električnog potencijala između dviju točaka. Ova razlika određuje njihov položaj u strujnom krugu: strujni pretvarači obično se postavljaju u seriju s opterećenjem ili koriste neintruzivne metode stezanja, dok se naponski pretvarači spajaju paralelno preko točaka na kojima se napon treba mjeriti.
Još jedna važna razlika je u njihovom unutarnjem dizajnu i principima senzora. Pretvornici struje često zahtijevaju senzore magnetskog polja ili tehnike pretvorbe struje u napon, posebno za jake struje ili izolirane sustave. Pretvarači napona, međutim, više se fokusiraju na sigurno skaliranje i izolaciju potencijalno visokih napona do mjerljivih razina. Zbog toga pretvarači napona često naglašavaju čvrstoću izolacije i zaštitu od prenapona, dok pretvarači struje ističu linearnost i magnetsku osjetljivost.
Što se tiče primjene, oba su uređaja neophodna u modernim sustavima za nadzor električne energije, ali služe u različite dijagnostičke svrhe. Pretvornici struje ključni su za otkrivanje preopterećenja, varijacija opterećenja i uzoraka potrošnje energije. Pretvarači napona neophodni su za nadzor kvalitete električne energije, otkrivanje podnapona ili prenapona i osiguravanje stabilnog rada električnih sustava.
Ukratko, iako oba uređaja pretvaraju električne parametre u upotrebljive signale za mjerenje i upravljanje, strujni pretvarač fokusiran je na mjerenje protoka struje, dok je naponski pretvarač usmjeren na mjerenje razlike električnog potencijala. Zajedno daju potpunu sliku ponašanja električnog sustava.
