Шунты предназначены для измерения тока

Измерительные шунты и добавочные резисторы

Измерительные ш унты

Шунт является простейшим измерительным преобразователем тока в напряжение. Измерительный шунт представляет собой четырехзажимный резистор. Два входных зажима шунта , к которым подводится ток I , называются токовыми, а два выходных зажима, с которых снимается напряжение U, называются потенциальными.

К потенциальным зажимам шунта обычно присоединяют измерительный механизм измерительного прибора.

Измерительный ш унт характеризуется номинальным значением входного тока I ном и номинальным значением выходного напряжения U ном . Их отношение определяет номинальное сопротивление шунта :

R ш= U ном / I ном

Ш унты применяются для расширения пределов измерения измерительных механизмов по току, при этом большую часть измеряемого тока пропускают через шунт, а меньшую — через измерительный механизм. Шунты имеют небольшое сопротивление и применяются, главным образом, в цепях постоянного тока с магнитоэлектрическими измерительными механизмами.

Рис. 1. Схема соединения измерительного механизма с шунтом

На рис. 1 приведена схема включения магнитоэлектрического механизма измерительного прибора с шунтом R ш. Ток I и протекающий через измерительный механизм, связан с измеряемым током I зависимостью

I и = I (R ш / R ш + R и),

где R и — сопротивление измерительного механизма.

Если необходимо, чтобы ток I и был в n раз меньше тока I , то сопротивление шунта должно быть:

где n = I / I и — коэффициент шунтирования.

Шунты изготовляют из манганина. Если шунт рассчитан на небольшой ток (до 30 А), то его обычно встраивают в корпус прибора (внутренние шунты). Для измерения больших токов используют приборы с наружными шунтами В этом случае мощность, рассеиваемая в шунте, не нагревает прибор.

На рис. 2 показан наружный шунт на 2000 А Он имеет массивные наконечники из меди, которые служат для отвода тепла от манганиновых пластин, впаянных между ними. Зажимы шунта А и Б — токовые.

Рис 2 Наружный шунт

Измерительный механизм присоединяют к потенциальным зажимам В и Г, между которыми и заключено сопротивление шунта. При таком включении измерительного механизма устраняются погрешности от контактных сопротивлений.

Наружные шунты обычно выполняются калиброванными, т е. рассчитываются на определенные токи и падения напряжения. Калиброванные шунты должны иметь номинальное падение напряжения 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 и 300 мВ.

Для переносных магнитоэлектрических приборов на токи до 30 А внутренние шунты изготовляют на несколько пределов измерения.

На рис. 3, а, б показаны схемы многопредельных шунтов. Многопредельный шунт состоит из нескольких резисторов, которые можно переключать в зависимости от предела измерения рычажным переключателем (рис. 3, а) или путем переноса провода с одного зажима на другой (рис. 3, б).

При работе шунтов с измерительными приборами на переменном токе возникает дополнительная погрешность от изменения частоты, так как сопротивления шунта и измерительного механизма поразному зависят от частоты.

Рис.3. Схемы многопредельных измерительных шунтов: a — шунта с рычажным переключателем, б — шунта с отдельными выводами

Шунты разделяются на классы точности 0,02; 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5. Число, определяющее класс точности, обозначает допустимое отклонение сопротивления шунта в процентах его номинального значения.

Добавочные резисторы являются измерительными преобразователями напряжения в ток, а на значение тока непосредственно реагируют измерительные механизмы вольтметров.

Добавочные резисторы служат для расширения пределов измерения по напряжению вольтметров различных систем и других приборов, имеющих параллельные цепи, подключаемые к источнику напряжения. Сюда относятся, например, ваттметры, счетчики энергии, фазометры и т. д.

Добавочный резистор включают последовательно с измерительным механизмом (рис. 4). Ток I и в цепи, состоящий из измерительного механизма с сопротивлением Rи и добавочного резистора с сопротивлением Rд, составит:

где U — измеряемое напряжение.

Если вольтметр имеет предел измерения Uном и сопротивление измерительного механизма Rи и при помощи добавочного резистора Rд надо расширить предел измерения в n раз, то, учитывая постоянство тока I и, протекающего через измерительный механизм вольтметра, можно записать:

U ном / R и = n U ном / (Rи + Rд)

Рис 4. Схема соединения измерительного механизма с добавочным резистором

Добавочные резисторы изготовляются обычно из изолированной манганиновой проволоки, намотанной на пластины или каркасы из изоляционного материала. Они применяются в цепях постоянного и переменного тока.

Добавочные резисторы, предназначенные для работы на переменном токе, имеют бифилярную обмотку для получения безреактивного сопротивления.

При применении добавочных резисторов не только расширяются пределы измерения вольтметров, но и уменьшается их температурная погрешность.

В переносных приборах добавочные резисторы изготовляются секционными на несколько пределов измерения (рис. 5).

Рис. 5. Схема многопредельного вольтметра

Добавочные резисторы бывают внутренние и наружные. Последние выполняются в виде отдельных блоков и подразделяются на индивидуальные и калиброванные. Индивидуальный резистор применяется только с тем прибором, который с ним градуировался. Калиброванный резистор может применяться с любым прибором, номинальный ток которого равен номинальному току добавочного резистора.

Калиброванные добавочные резисторы делятся на классы точности 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 и 1,0. Они выполняются на номинальные токи от 0,5 до 30 мА.

Добавочные резисторы применяются для преобразования напряжений до 30 кВ.

Источник

Шунты предназначены для измерения тока

В электронике и электротехнике часто можно услышать слово “шунт”, “шунтирование”, “прошунтировать”. Слово “шунт” к нам пришло с буржуйского языка: shunt – в дословном переводе “ответвление”, “перевод на запасной путь”. Следовательно, шунт в электронике – это что-то такое, что “примыкает” к электрической цепи и “переводит” электрический ток по другому направлению. Ну вот, уже легче).

По сути дела шунт представляет из себя простой резист ор который имеет маленькое сопротивление, проще говоря, низкоомный резистор. И как бы это ни странно звучало: шунт является простейшим преобразователем силы тока в напряжение. Но как это возможно? Да оказывается все просто!

Как работает шунт

Итак, имеем простой шунт. Кстати, на схемах он обозначается как резистор. И это неудивительно, потому что это и есть низкоомный резистор.

Условимся считать, что ток у нас постоянный и течет из пункта А в пункт Б. На своем пути он встречает шунт и почти беспрепятственно течет через него, так как сопротивление шунта очень маленькое. Не забываем, что электрический ток характеризуется такими параметрами, как Сила тока и Напряжение. Через шунт электрический ток протекает с какой-то силой ( I ), в зависимости от нагрузки цепи.

Помните Закон Ома для участка электрической цепи? Вот, собственно и он:

Сопротивление шунта у нас всегда постоянно и не меняется, попросту говоря “константа”. Падение напряжение на шунте мы можем узнать, замерив вольтметром как на рисунке:

Значит, исходя из формулы

и делаем простой до ужаса вывод: показания на вольтметре будут тем больше, чем бОльшая сила тока будет протекать через шунт.

Так что же это значит? А это значит, что мы спокойно можем рассчитать силу тока, протекающую по проводу АБ ;-). Все гениальное – просто! И самое замечательное знаете что? Нам даже не надо использовать амперметр ;-).

Вот такой принцип действия шунта. И чаще всего этот принцип используется как раз для того, чтобы расширить пределы измерения измерительных приборов.

Виды шунтов

Промышленные амперметры выглядят вот так:

На самом же деле, как бы это странно ни звучало – это вольтметры. Просто их шкала нарисована (проградуирована) уже с расчетом по закону Ома. Короче говоря, показывает напряжение, а счет идет в Амперах ;-).

На одном из них можно увидеть предел измерения даже до 100 Ампер. Как вы думаете, если поставить такой прибор в разрыв электрической цепи и пропустить силу тока, ну скажем, Ампер в 90, выдержит ли тоненький провод измерительной катушки внутри амперметра? Думаю, пойдет белый густой дым). Поэтому такие измерения проводят только через шунты.

А вот, собственно, и промышленные шунты:

Те, которые справа внизу могут пропускать через себя силу тока до килоАмпера и больше.

К каждому промышленному амперметру в комплекте идет свой шунт. Для начала использования амперметра достаточно собрать шунт с амперметром вот по такой схеме:

В некоторых амперметрах этот шунт встраивается прямо в корпус самого прибора.

Работа шунта на практическом примере

В гостях у нас самый что ни на есть обыкновенный промышленный шунт для амперметра:

Сзади можно прочитать его маркировку:

Как же прочитать характеристику такой маркировки? Здесь все просто! Это означает, что если протекающая сила тока через шунт будет 20 Ампер, то падение напряжения на шунте будет 75 милливольт.

0,5 – это класс точности. То есть сколько мы замерили – это значение будет с погрешностью 0.5% от измеряемой величины. То есть допустим, мы замеряли падение напряжения 50 милливольт. Погрешность измерения составит 50 плюс-минус 0,25. Такой точности вполне хватит для промышленных и радиоэлектронных нужд ;-).

Итак, у нас имеется простая автомобильная лампочка накаливания на 12 Вольт:

Выставляем на Блоке питания напряжение в 12 Вольт, и цепляем нашу лампочку. Лампочка зажигается и мы сразу же видим, какую силу тока она потребляет, благодаря встроенному амперметру в блоке питания. Кушает наша лампа 1,7 Ампер.

Предположим, у нас нету встроенного амперметра в блоке питания, но нам надо знать, какая все-таки сила тока проходит через лампочку. Для этого собираем простенькую схемку:

И замеряем падение напряжения на самом шунте. Получилось 6,3 милливольта.

Так как мы знаем, что при 20 Амперах напряжение на шунте будет 75 милливольт, то какая сила тока будет проходить через шунт, если падение напряжения на нем составит 6,3 милливольта? Вспоминаем училку по математике Марьиванну и решаем простенькую пропорцию за 5-ый класс 😉

Вспоминаем, что показывал наш блок питания?

Погрешность в 0,02 Ампера! Думаю, это можно списать на погрешность приборов).

Так как радиолюбители в основном используют малое напряжение и силу тока в своих электронных безделушках, то можно применить этот принцип и в своих разработках. Для этого достаточно будет взять низкоомный резистор и использовать его как датчик силы тока). Как говорится ” голь на выдумку хитра” 😉

Что такое шунт в электронике и видео про это:

Где купить шунт

Почти такой же шунт, как у меня в статье, можно заказать на Али по этой ссылке:

Источник

Шунт в электротехнике.Для чего он нужен и где его можно применить

В электротехнике можно встретить такой термин-шунт.С английского Shunt переводится как «перевод на запасной путь» и служит для преобразования протекающего по шунту тока в напряжение.Шунт представляет из себя низкоомный резистор или провод,который может быть из меди,манганина,нихрома и др.Применяют шунт в электроизмерительных приборах-амперметрах или для измерения силы тока в цепи с помощью вольтметра.

Для опыта изготовил шунт из нихромовой проволоки диаметром 0.8мм и длиной 11см,сопротивление такого шунта вышло 0.27 Ом.Также применил индикатор стрелочный М4761-М1,на максимальный ток отклонения стрелки до 270 мкА,сопротивлением катушки 1000 Ом.

Для начала проверил работу шунта с вольтметром для измерения потребляемого тока нагрузкой.Для этого последовательно с нагрузкой-лампой накаливания подключил шунт и параллельно ему вольтметр.Шунт будет оказывать сопротивление току и на шунте будет падение напряжения,именно значение этого напряжения и надо узнать.Вольтметр показал напряжение 35мВ. Зная сопротивление шунта-0.27 Ом и показания вольтметра,можно теперь узнать и ток,который потребляет нагрузка.Для этого напряжение 35мВ надо разделить на сопротивление 0.27 Ом или I=U/R,получается 0.13А,примерно такой ток и потребляет лампа.

Диаметр проволоки шунта должен соответствовать проходящему току,иначе проволока будет сильно нагреваться и искажать показания.Также проволока должна обладать малым изменением сопротивления от температуры.

В мультиметре находится шунт.Он представляет из себя провод,который подключается последовательно цепи,ток которой надо измерить до 20 А.Падение напряжения на этом шунте фиксирует электроника и показывает потребляемый ток.

Стрелочный индикатор М4761-М1 рассчитан на максимальный ток до 270 мкА и если через него пропустить ток в несколько Ампер,он возможно выйдет из строя.Как тогда таким индикатором измерять большой ток? Для этого как раз и нужен шунт,его надо подключить параллельно индикатору.Ток пойдет по кратчайшему пути-шунту,сопротивление которого 0.27 Ом,именно поэтому shunt в переводе с английского-это запасной путь.А раз ток пошел по шунту,значит на нем будет падение напряжения и это напряжение как раз может измерить индикатор.Таким способом можно измерять большие токи индикатором,формула расчета для индикатора есть в интернете.

Источник

Шунт измерительный — устройство и применение

Измерительный шунт представляет собой резистор с очень малым сопротивлением. Используется шунт, как ясно из его названия, для измерения. В большинстве случаев для измерения силы тока в цепи. Разумеется, силу тока непосредственно самим шунтом измерить нельзя. Но шунт помогает в таком измерении, если по цепи протекает очень большой ток. То есть, когда в цепи протекает ток, имеющий силу, превышающую измерительные возможности обычного амперметра. Потому как, если измерения будут проводиться при силе тока, превышающей номинальные параметры амперметра, то прибор выйдет из строя.

Обычно амперметром можно измерить силу протекающего в цепи тока до пяти ампер. Это стандартный параметр для измерительных приборов. Ампервольтметром можно измерить силу тока до десяти или двадцати ампер. Для этого измерительный шунт встраивают в схему тестера. Но шунт также используют и как отдельный элемент электрической цепи. Шунт устанавливается в цепи параллельно амперметру. Разумеется, он применяется для того, чтобы увеличить пределы измерения этого амперметра. Обычно шунты используются для расширения пределов измерения постоянного тока. Для расширения пределов измерения переменного тока используются трансформаторы тока .

Важнейшей частью любого шунта являются пластины или стержни из манганина. Манганин — это сплав на основе меди с добавкой никеля и марганца. Манганин является чрезвычайно подходящим материалом для изготовления шунтов. Потому как он имеет стабильное сопротивление при изменении температуры. Иначе говоря, этот сплав при различных температурах сохраняет одну и ту же величину сопротивления. Манганиновые пластины спаяны с латунными или медными токоотводами.

Чтобы свести к минимуму потери мощности и, следовательно, тепловыделение, шунты должны иметь очень низкое значение сопротивления. Оно измеряется в миллиомах и микроомах. К примеру, шунт на номинальную силу тока 5 ампер имеет сопротивление 0,015 ом (15 миллиом). Шунт на 15000 ампер имеет сопротивление 0,000005 ом (5 микроом). Благодаря низкому сопротивлению шунт и позволяет подключить амперметр в цепи, в которой протекает ток с силой, превышающей номинальный ток прибора. Считается, что стабильно низкое сопротивление позволяет протекающему в этой цепи электрическому току течь по большей части по манганиновым пластинам шунта. То есть, основная сила электрического тока приходится именно на шунт. С английского языка слово shunt переводится именно как «обход» или «перевод на другой путь».

На токоотводах находятся два вида зажимов для подключения проводников. Во-первых, большие токовые зажимы для подключения силового питающего проводника. На каждом токоотводе может быть один или несколько таких зажимов. Во-вторых, маленькие потенциальные зажимы для подключения измерительного прибора. Чаще всего измерительные шунты до 50 ампер имеют основание из карболита. Шунты, рассчитанные на силу тока более 50 ампер, обычно полностью металлические.

На любом шунте наносится маркировка. Обычно указывается номинальный ток, класс точности и падения напряжения на потенциальных зажимах. Иногда обозначается также серия шунта и его климатическое исполнение. Номинальный ток шунта может быть от 5 до 15000 ампер. Класс точности у всех шунтов всегда обычно 0,5. Лишь только для шунтов с номинальным током 15000 ампер класс точности составляет 1,0. То есть, шунты имеют погрешность измерения не выше 0,5% и 1%. Падение напряжения на шунте в большинстве случае составляет 75 милливольт (мВ). Это общий основной стандарт для шунтов и измерительных приборов. Однако, встречаются также шунты с падением напряжения 50, 60, 100 или 150 милливольт.

Климатическое исполнение шунтов может быть с маркировкой (М3) для умеренного и холодного климата. С маркировкой (Т2) для тропического климата. А также шунты могут иметь маркировку (ОМ3) для морского климата. Если климатическая маркировка не указана, значит это маркировка (М3). Диапазон температур, при которых может функционировать шунт, обычно составляет от -40°C до +50°C.

Кроме амперметра, через шунт можно подключить счетчик ампер-часов. А также, на потенциальные зажимы можно подключить и вольтметр. Ведь, с его помощью тоже можно узнать силу тока в цепи. Для этого вольтметром нужно замерить напряжение на потенциальных зажимах и посмотреть маркировку шунта. Полученную величину напряжения нужно умножить на номинальный ток шунта и разделить на его падение напряжения.

В результате мы получим силу тока в данной цепи.

Для вашего удобства подборка публикаций

Спасибо за посещение канала, чтение заметки, упоминание в социальных сетях и других интернет — ресурсах, а также подписку, лайки, дизлайки и комментарии ( Лайки и дизлайки можно ставить не регистрируясь и не заходя в аккаунт )

Источник

Шунт измерительный – что это такое и где используется?

Даже далеким от техники людям нередко приходится встречаться с таком распространенным электротехническим прибором, как измерительный шунт. И многим из них совершенно не понятно, что собой представляет этот элемент, используемый в специальной аппаратуре. Поэтому большинство пользователей желает узнать, что это такое, как устроено и по какому принципу работает в измерительных цепях (фото ниже).

Что значит шунт вообще?

Сначала следует определиться с самим этим понятием, которое согласно официальным источникам трактуется как «ответвление», предназначенное для пуска части потока чего-либо в обход основного участка. Применительно к измерительным цепям шунт – это ответвление электрической схемы, забирающее на себя часть протекающего по ней суммарного тока.

По своей сути шунтирующий элемент – не что иное, как устройство, позволяющее организовать деление тока в цепях измерения постоянных электрических величин (фото ниже).

В качестве основной цепочки здесь выступает измерительный прибор с рассчитанной на определенный угол отклонения индикаторной стрелкой. Величина протекающей через него токовой составляющей обычно не превышает 50-250 микроампер. При этом прибор градуируется в величинах тока в амперах, действующего во всей цепочке.

Где применяются и из чего изготавливаются

Основная область применения токовых шунтов – измерительная аппаратура, используемая для снятия показаний в цепях постоянного и переменного тока.

Обратите внимание: В последнем случае переменный ток выпрямляется встроенными в схему диодами и поступает на измерительную головку в нужной полярности.

Согласно действующим стандартам шунты, рассчитанные на токи до 30 Ампер, встраиваются непосредственно в корпус прибора. При необходимости измерения токовых значений большей величины они изготавливаются в виде вынесенной наружу сборки. Такие изделия уже откалиброваны, то есть рассчитаны на определенные токи и напряжения, что позволяет использовать их на различных пределах измерения.

На точность подбора значения шунтирующего элемента влияет множество факторов, включая особенности структуры используемого для его изготовления материала. Поэтому одной из важнейших характеристик любого шунта является класс точности, соответствующий значениям из следующего ряда: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5. Этот показатель представляет собой допустимое отклонение номинального сопротивления в процентах.

В большинстве случаев шунтирующий элемент изготавливается в виде:

  • простой толстой пластины (шунт с сопротивлением, рассчитанным на доли Ома);
  • катушки из провода с выбранным сечением, также располагающим низким сопротивлением;
  • типового резистора, рассчитанного на единицы Ома.

В качестве материала, идущего на изготовление шунтов, как правило, используются манганин или медь (фото ниже).

Источник

Поделиться с друзьями
Моя стройка
Adblock
detector