Измерительные шунты и добавочные резисторы — Школа для электрика: все об электротехнике и электронике

Содержание

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.

http://electricalschool.info/spravochnik/izmeren/414-izmeritelnye-shunty-i-dobavochnye.html

Шунтирование в электротехнике это

Шунт — устройство, которое позволяет электрическому току протекать в обход какого-либо участка схемы, обычно представляет собой низкоомный резистор, катушку или проводник.
Шунтирование — процесс параллельного подсоединения электрического элемента к другому элементу, обычно с целью уменьшения итогового сопротивления цепи.
Например, шунты применяются для изменения верхнего предела измерения у амперметров магнитно-электрической системы. При этом необходимое сопротивление шунта рассчитывают по формуле:

  • R2 — сопротивление шунта;
  • R1 — сопротивление амперметра;
  • I — максимальный ток, который будет соответствовать полному отклонению стрелки прибора;
  • I1 — номинальный максимальный ток, измеряемый амперметром без шунта.

Если необходимый предел измерения значительно превосходит номинальный ток амперметра, то этим током в знаменателе можно пренебречь, и тогда формула принимает вид:
.
Например, для измерения токов до 10 А амперметром, имеющим сопротивление 2000 Ом и максимальный ток 50 мкА, понадобится шунт сопротивлением
Ом.
Применение шунтов позволяет расширить пределы показаний амперметра (за счёт ухудшения разрешающей способности и чувствительности прибора).

  • Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое \»Шунт\» в других словарях:

шунт — шунт, а … Русский орфографический словарь
шунт — а; м. [англ. shunt] Электрическая цепь, включаемая параллельно основному участку электрической цепи измерительного прибора или устройства для ослабления тока в основной цепи. * * * шунт (англ. shunt ответвление), электрический проводник или… … Энциклопедический словарь
шунт — (англ. shunt) электрическая или магнитная цепь, включаемая параллельно основному участку электрической или магнитной цепи измерительного прибора или устройства для ослабления тока (магнитного потока) в основной цепи. Новый словарь иностранных… … Словарь иностранных слов русского языка
шунт — проводник, магнитопровод, ответвление Словарь русских синонимов. шунт сущ., кол во синонимов: 5 • анастомоз (5) • … Словарь синонимов
ШУНТ — (англ. shunt ответвление) электрический проводник или магнитопровод, присоединяемый параллельно участку электрической или магнитной цепи для ответвления части электрического тока (магнитного потока) в обход данного участка … Большой Энциклопедический словарь
шунт — шунт, а; мн. шунты, ов … Русское словесное ударение
шунт — м. Электрическая цепь, включаемая параллельно основному участку электрической цепи измерительного прибора или устройства для ослабления тока в основной цепи. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
ШУНТ — сопротивление, включаемое параллельно измерительному прибору (напр. амперметру) для уменьшения величины проходящего по нему тока. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
ШУНТ — сопротивление, включаемое в цепь постоянного тока параллельно с другим прибором (напр. амперметром или толстой обмоткой ваттметра и счетчика) для уменьшения силы тока, проходящего через обмотку прибора. Технический железнодорожный словарь. М.:… … Технический железнодорожный словарь
шунт — іменник чоловічого роду … Орфографічний словник української мови
шунт — [IEV number 313 09 04] EN shunt resistor connected in parallel with the current circuit of a measuring instrument in order to extend its measuring range NOTE – A shunt is generally intended to provide a voltage proportional to the current… … Справочник технического переводчика

http://dvc.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/703256

Шунтирование в электротехнике это

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!
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, протекаемую по проводочку 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.
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.
Хватит нудной теории, приступаем к делу.
В гостях у нас самый что ни на есть обыкновенный промышленный шунт для амперметра:

Взади можно прочитать его маркировку:

Как же прочитать характеристику такой маркировки? Здесь все просто! Это означает, что если протекаемая 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).
Фишку поняли? Так как радиолюбители в основном используют малое напряжение и силу тока в своих электронных безделушках, то можно применить этот принцип в своих разработках. Для этого достаточно будет взять низкоомный резистор и использовать его как датчик силы тока). Как говорится » Голь на выдумку хитра» ;-)
Почти такой же шунт, как у меня в статье, можно заказать на Али по этой ссылке:

http://www.ruselectronic.com/shunt-dlya-ampermetra/

Измерение больших токов шунтом

Иногда, в радиолюбительской практике и не только, требуется измерить токи, величиной в несколько десятков ампер. Обычный мультиметр может измерять токи до 10 А, ито не всегда. Зачастую имеющийся под рукой прибор позволяет делать измерения до десятых долей ампера. Опытный радиолюбитель легко выйдет из положения, поэтому статья предназначена в первую очередь для новичков. Итак, будем разбираться, как измерить ток с помощью закона Ома.

Применение закона Ома

Основной закон электротехники, он же закон Ома, гласит: I=U/R где I-это ток в амперах, U-напряжение в вольтах, R-сопротивление в омах. Эта формула говорит нам, что если в разрыв измеряемой нагрузки (где нужно измерить ток) включить шунт (R) и измеренное на шунте напряжение (U) подставить в формулу, по двум величинам R и U мы узнаем нужную нам I — протекающий ток.

Пример: мы ожидаем ток 20-30 А, а может и больший от потребления двигателем шуруповерта. У нас имеется проволочный шунт, сопротивлением 0,035 Ом. Шунт подключается в разрыв плюса или минуса, это не важно — действующий ток одинаков на всех участках цепи. Так же параллельно шунту подключается вольтметр — по его показания можно судить о токе, потребляемом нагрузкой. У меня при почти полном торможении вала двигателя вольтметр показывал около 0,9 В. Подставив известные нам значения в формулу I=0,9/0,035=25,7А — такой ток потребляет мотор.
Обратите внимание:
При измерении пульсирующих и динамически меняющихся токов, цифровой вольтметр не очень подходит, так как его контроллер очень медленно снимает показания. Для данной цели больше подходит стрелочный вольтметр.
Подобрав шунт нужного сопротивления, можно измерять любые постоянные или пульсирующие токи, хоть до 300 А и более. Хотя я сомневаюсь, что такие измерения вам понадобятся. Обычные резисторы не подходят в роли шунта для больших токов, так как обладают малой мощностью рассеяния. Рассчитать примерную мощность рассеяния шунта можно умножив ожидаемый ток в амперах на падение на нем в вольтах. Для выше приведенного примера это 25,7*0,9=23,13 Вт, такой мощностью обладают проволочные резисторы.

Калькулятор расчета тока по сопротивлению и напряжению на шунте

Напряжение на шунте, В
Сопротивление шунта, Ом

Самодельный шунт

Не всегда под рукой имеются проволочные резисторы таких мизерных сопротивлений, я бы даже сказал чаще их нет. Из положения можно выйти при помощи нихромовой проволоки от вышедших из строя нагревателей, в крайнем случае можно использовать обычный медный провод. Для определения сопротивления куска проволоки понадобится амперметр (прям замкнутый круг) и источник питания с нагрузкой. Амперметр может конечно быть рассчитан на меньшие токи, чем предполагается измерять шунтом.

Например, для измерения сопротивления своего шунта 0,035 Ом я использовал источник напряжения 12 В и галогеновую лампу 12 В 35 Вт. Предварительно оценив, что лампа потребляет 35Вт/12В=2,9А, я использовал амперметр на 5 А. Безусловно, когда мы знаем ток потребления нагрузкой, как в моем случае, амперметром можно и не пользоваться, однако будет большая погрешность в измерениях.
Итак, подключаем шунт неизвестного сопротивления в разрыв между источником питания и нагрузкой (лампой). Аналогично, как при измерении тока, включаем параллельно шунту вольтметр. В ситуации с лампой вполне сойдет цифровой вольтметр. Закон Ома здесь применим с той лишь разницей, что теперь нам известен ток и напряжение, а сопротивление нет. Используя ту же формулу, подставляем известные значения: 2,9(ток потребления лампы)=0,1(напряжение на измеряемом шунте)/X(сопротивление неизвестно) — 2,9=0,1/X или данное уравнение можно записать иначе: X=0,1/2,9=0,034 Ома — сопротивление шунта.

Измерение переменного тока

Для измерения переменного тока так же применимы вышеописанные методы, с той лишь разницей, что нужно использовать вольтметр переменного напряжения, а в случае с измерением сопротивления шунта — амперметр переменного тока.
Для измерения в цепях с частотой 50 Гц вполне сойдут и цифровые вольтметры и амперметры (при наличии у них таких функций). При более высоких частотах цифровые приборы малопригодны, их показания могут сильно отличаться от реальности. Стрелочные измерительные приборы в этом случае куда более подходящие.

http://yserogo.ru/elektronika/izmerenie-toka.html

Устройство амперметров, измерение токов, шунты

Устройство амперметров, измерение токов, шунты
Сила тока является важнейшей физической величиной в электротехнике. Она характеризует интенсивность протекания электрического процесса. Единица силы тока – ампер является основной единицей Международной системы (СИ) и воспроизводится на постоянном токе с помощью первичного эталона.
В связи с необходимостью измерения тока в широком диапазоне частот созданы специальные эталоны ампера на переменном токе, соответствующие поверочные схемы и образцовая аппаратура.
Измерения тока проводят в диапазоне от постоянного тока до частот 1. 2 ГГц. На более высоких частотах эта величина теряет свою однозначность.
Структурная схема электромеханического прибора приведена на рис. 1.
Рис. 1 Структурная схема электромеханического прибора
Различают следующие системы измерительных механизмов и приборов: магнитоэлектрическая, электродинамическая, электростатическая, электромагнитная, индукционная.
Магнитoэлeктpичecкий измepитeльный механизм cодepжит мaгнитoпpoвoд c пocтoянным мaгнитoм и кoнтyp c тoкoм, выпoлнeнный в видe кaтyшки. Для пeрeмeщeния подвижной чacти мexaнизмa иcпoльзyeтcя энepгия взaимoдeйcтвия мaгнитныx пoлeй мaгнитa и кaтyшки. Koнcтpyктивнo мarнитoэлeктpичecкиe измepитeльныe мexaнизмы выпoлняютcя либo c нeпoдвижным пocтoянным мaгнитoм и пoдвижнoй кaтyшкoй, изгoтoвлeннoй в видe paмки, либo c нeпoдвижнoй кaтyшкoй и пoдвижным пocтoянным мaгнитом.
Oбычныe измepитeльныe пpибopы мaгнитoэлeктpичecкoй cиcтeмы из-зa инepциoннocти пoдвижнoй чacти нe peaгиpyют нa пepeмeнный тoк, ecли в нeм oтcyтcтвyeт пocтoяннaя cocтaвляющaя.
Heпocpeдcтвeннoe включeниe в цeпь магнитoэлeктpичecкoгo измepитeльнoго мexaнизмa пoзволяeт измepять мaлые тoки. Toнкий пpoвoд oбмoтки paмки измepитeля нeльзя нaгpyжaть тoкaми, большими, чeм (20?50) мA, пoэтoмy измepитeльный мexaнизм выпoлняeт фyнкции микpo­ или миллиaмпеpмeтpa.
Пpи измepeнии бoльшиx тoкoв пoльзyютcя шyнтaми, кoтopыe включaют пapaллeльнo измepитeльнoмy мexaнизмy (pиc. 2).

Pиc. 2. Cxeмы aмпepмeтpoв: a) c мнoгoпpeдeльным шyнтoм, б) c нecкoлькими oднoпpeдeльными шyнтaми
Coпpoтивлeниe шyнтa Rш выбиpaют тaким, чтoбы большaя чacть измepяeмoгo тoкa I пpoтeкaлa пo шyнтy, a ocтaльнaя Iизм нe пpeвышaлa дoпycтимoгo для oбмoтки измepитeля знaчeния. Oтнoшeниe тoкoв I/Iизм = n нaзывaют кoэффициeнтoм шyнтиpoвaния. Для yдoбcтвa n выбиpaeтcя цeлым чиcлoм (n = 2; 5; 10 и т.д.). Coпpoтивлeниe шyнтa
гдe Rизм – coпpoтивлeниe paмки измepитeльнoгo мexaнизмa.
Пepeмeщeниe пoдвижнoй чacти элeктpoмaгнитныx мexaнизмoв пpoиcxoдит пoд вoздeйcтвиeм энepгии мaгнитнoгo пoля cиcтeмы, cocтoящeй из нeпoдвижнoгo кoнтypa c измepяeмым тoкoм и oднoгo или нecкoлькиx пoдвижныx cepдeчникoв из фeppoмaгнитнoгo мaтepиaлa. Koнтyp oбычнo пpeдcтaвляeт coбoй плocкyю или кpyглyю нeпoдвижнyю кaтyшкy, нa кoтopyю нaмoтaн мeдный пpoвoд. Cepдeчники, изгoтoвляют из мaгнитoмягкиx мaтepиaлoв (элeктpoтexничecкaя cтaль, пepмaллoй). B измepитeльныx мexaнизмax, изoбpaжeнныx нa pиc. 3, мaгнитнoe пoлe coздaeтcя пpи пpoтeкaнии пo кaтyшкaм 1 тoкa I.
B пpибopax c плocкoй кaтyшкoй (pиc. 3, a) этo пoлe втягивaeт в yзкyю щeль сepдeчник в видe cтaльнoй плacтинки 2, жecткo yкpeплeннoй нa ocи 3; пpи этoм coздaeтcя вpaщaющий мoмeнт; пpoтивoдeйcтвyющий мoмeнт oбpaзyeтcя пpyжинoй 4.

Pиc. 3. Элeктpoмaгнитный измepитeльный мexaнизм: a) c плocкoй кaтyшкoй, б) c кpyглoй; 1 – кaтyшкa, 2 – cepдeчник, 3 – ocь, 4 – пpyжинa, 5 – cтaльнaя плacтинкa, 6 – ycпoкoитeль, 7 – cтpeлкa
B пpибopax c кpyглoй кaтyшкoй (pиc. 3, б) вpaщaющий мoмeнт coздaeтcя в peзyльтaтe взaимoдeйcтвия пoдвижнoй 2 и нeпoдвижнoй 5 плacтин, pacпoлoжeнныx внyтpи кaтyшки 1. Пpи пpoxoждeнии тoкa пo oбмoткe кaтyшки oбe плacтинки нaмaгничивaютcя и взaимoдeйcтвyют дpyг c дpyгoм. Bcлeдcтвиe этoгo пoдвижнaя плacтинa 2 вмecтe c ocью 3 и cтpeлкoй 7 пoвopaчивaeтcя нa нeкoтopый yгoл ? и зaкpyчивaeт пpoтивoдeйcтвyющyю пpyжинy 4. Для быcтpoгo ycпoкoeния движeния пoдвижнoй чacти пpимeняют вoздyшныe ycпoкoитeли 6.
Элeктpoмaгнитныe пpибopы мoжнo пpимeнять для измepeний в цeпяx пocтoяннoгo и пepeмeннoгo тoкoв.
Элeктpoмaгнитныe пpибopы пpoщe пo кoнcтpyкции и дeшeвлe дpyгиx, нaдeжны в paбoтe и из-зa oтcyтcтвия тoкoпoдвoдoв к пoдвижнoй чacти, cпocoбны выдepживaть бoльшиe пepeгpyзки. Ocнoвнoe пpимeнeниe (в cилy мaлoй чyвcтвитeльнocти) измepeния в цeпяx пepeмeннoгo тoкa пoмышлeннoй чacтoты 50 и 400 Гц.
Пpeдeлы измepeния элeктpoмaгнитныx aмпepмeтpoв нa пepeмeннoм тoкe pacшиpяютcя c пoмoщью измepитeльнoгo тpaнcфopмaтopa тoкa; шyнтиpoвaниe нe пpимeняeтcя из-зa гpoмoздкocти шyнтa.
Принцип действия электродинамических приборов основан на взаимодействии магнитных полей подвижной и неподвижной катушек с токами.
Применяются в цепях постоянного и переменного (в том числе несинусоидального) тока.
Расширение пределов измерения тока осуществляется с помощью измерительных трансформаторов тока.

http://xn—-etb8afbn2f.xn--p1ai/electrical-measurements/37-ustroystvo-ampermetrov-izmerenie-tokov-shunty.html

Подключение амперметра через шунт. Подбор и расчет устройства

Что же такое шунт? Это слово заимствовано из английского языка («shunt», и дословно означает «ответвление»). Физически это сопоставимо, так как через этот элемент, подключенный параллельно к измерительному прибору, проходит большая часть тока, а меньшая – ответвляется в сам прибор. В этом его принцип действия аналогичен байпасу, установленному в системах отопления.

Устройство амперметра

Чтобы осознать необходимость включения амперметра через шунт, напомним вкратце его устройство.
Внутри поля постоянного магнита находится катушка – рамка. По ее виткам протекает измеряемый ток. В зависимости от величины измеряемого параметра положение катушки относительно постоянного магнитного поля изменяется. На ее оси жестко закреплена стрелка прибора. Чем больше измеряемый ток, тем больше отклоняется стрелка.

Чтобы рамка могла поворачиваться, ее ось крепят в подпятниках, либо вывешивают на растяжках. При использовании подпятников ток рамки проходит по спиральным пружинам, если же подвижная часть прибора подвешена на растяжках, то они являются проводниками тока.
Из этой конструкции следует, что величина тока в рамке конструктивно ограничена. Пружины и растяжки не могут одновременно быть достаточно упругими и иметь большое сечение.

Подключение амперметра через трансформатор тока

Расширение пределов измерения амперметра возможно, если использовать дополнительно устройство, называемое трансформатор тока. Работает оно по принципу обычного трансформатора, но первичная обмотка содержит всего несколько витков. При прохождении по ней измеряемого тока его величина во вторичной обмотке будет меньше в несколько раз.
Но такие трансформаторы имеют соответствующие габариты и применяются только в промышленных сетях. В малогабаритных же устройствах их использование нецелесообразно.

Подключение амперметра через шунт

Если прибор включается в измерительную цепь напрямую, без трансформатора тока, его называют амперметром прямого включения.
Без шунта можно использовать приборы, рассчитанные на небольшую силу тока, порядка миллиампер. За счет шунтирования измерительной обмотки сопротивлением, большим, чем ее собственное, мы можем изменить предел измерения. Схема включения сложностью не отличается: через шунт проходит измеряемый ток, а параллельно ему подключается амперметр.
В дело здесь вступает первый закон Кирхгофа. Измеряемый ток делится на два: один протекает через рамку, второй – через шунт.
Соотноситься между собой они будут так:

Расчет сопротивления шунта

Отсюда следует, что, зная ток полного отклонения измерительной системы (Iпр) и внутреннее сопротивление рамки (Rпр), можно вычислить требуемое сопротивление шунта (Rш). И тем самым изменить предел измерения амперметра.
Но, перед тем как переделать миллиамперметр в амперметр, нужно решить две непростых задачи: узнать ток полного отклонения измерительной системы и ее сопротивление. Можно найти эти данные, зная тип миллиамперметра, который переделывается. Если это невозможно, придется провести ряд измерений. Сопротивление можно измерить мультиметром. А вот для второго параметра потребуется подать на прибор ток от постороннего источника, измеряя его величину с помощью цифрового амперметра.

Но такой расчет шунта для амперметра не будет точным. Невозможно с помощью подручных средств обеспечить требуемую точность измерений. Система измерения с шунтом имеет большую чувствительность к погрешности при определении исходных данных. Поэтому на практике проводится точная подгонка сопротивления шунта и калибровка амперметра.

Подгонка измерительной системы

Для изготовления заводских изделий используются материалы, не изменяющие своих характеристик в широком диапазоне температур. Поэтому лучший вариант – подбор готового шунта и подгонка для своих целей уменьшением сечения и длины его проводника до соответствия рассчитанному значению. Но для изготовления шунта для амперметра можно использовать и подручные материалы: медную или стальную проволоку, даже скрепки подойдут.

Теперь потребуется блок питания с регулятором напряжения, чтобы выдать требуемый ток. Для нагрузки можно использовать резистор соответствующей мощности или лампы накаливания.
Сначала добиваемся соответствия полного отклонения стрелки прибора при максимальном значении измеряемой величины. На этом этапе подбираем сопротивление нашей самоделки до максимально возможного совпадения с конечной риской на шкале.
Затем проверяем, совпадают ли промежуточные риски с соответствующими им значениями. Если нет – разбираем амперметр и перерисовываем шкалу.
И когда все получилось – устанавливаем готовый прибор на свое место.

http://electriktop.ru/instrument/podklyuchenie-ampermetra-cherez-shunt.html

Измерительные Шунты;

? Электрический измерительный шунт является простейшим измеритель­ным преобразователем тока в напряжение и предназнача­ются для решения следующих задач:
· В электромеханических приборах — для измерения токов, величина ко­торых превышает максимальное значение, допустимое для дан­ного прибора — расширения пределов измерения прибора по току
· В цифровых измерительных приборах – для согласования входного сопротивления прибора с сопротивлением нагрузки или источника сигнала.
Шунты являются неотъемлемой частью всех цифровых измерительных приборов и многих электромеханических, прежде всего магнитоэлектрической системы. Он представляет собой прецизионный измерительный элемент (рези­стор) с достаточно малым и точно известным значением внутреннего сопротив­ления Rш , который включается в разрыв токовой цепи параллельно токоизмери­тельному прибору – амперметру (Рис. 2.26). Падение напряжения на участке цепи будет равно:

При Rвн > Rш падение напряже­ния на шунте будет зависеть только от измеряемого тока в цепи I и сопротив­ления шунта Rш : Uш = I·Rш
Измерительный шунт характери­зуется номинальным значением вход­ного тока Iном и номинальным значе­нием падения напряжения на Uном. Их отношение определяет номинальное со­противление шунта
Тогда ток через входное сопротивление измерительного прибора равен:
где I – измеряемый ток, Rвн– внутреннее сопротивление измерительного меха­низма прибора (амперметра).
Для расчета сопротивления шунта вводится коэффициент шунтирования, равный отношению величины полного тока к величине тока, протекающего че­рез измерительный прибор n = I/Iпр. Тогда для получения величины тока через измерительный механизм в n раз меньше величины тока в основной цепи, со­противление шунта должно выбираться из условия:

Измерительные шунты (рис. 2.27) используются для измерений токов вплоть до 5000- 10000 А. Шунты для измерения токов до 30 А обычно встраиваются в из­мерительный прибор (внутренние шунты). Шунты на большие токи выполня­ются в виде отдельных устройств (внешние шунты).
Для шунтов предусмотрен следующий ряд номинальных напряжений — 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 и 300 мВ
Измерительные шунты изготавливаются из манганина (сплав меди мар­ганца и цинка, отличающийся высокой термостабильностью и очень малой термоЭДС) по следующим классам точности – 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5
Для переносных и щитовых приборов изготавливают многопредельные шунты, которые переключаются в ручном или автоматическом режимах..
С практической точки зрения шунты имеют рад недостатков, которые су­щественно ограничивают возможности из применения. Основными из этих не­достатков являются:
· Шунты имеют собственную емкость и индуктивность, пусть и очень небольшую, что искажает частотные характеристики измерительной цепи.
· На сопротивлении шунта выделяется электрическая мощность, что при­водит к их нагреву и изменению характеристик, особенно на больших токах.
· Переходное сопротивление контактов, с помощью которых шунт вклю­чается в цепь, может оказывать серьезное влияние на измерения, особенно при малом сопротивлении шунта.
Поэтому область применения шунтов ограничивается в основном посто­янными токами до 1000 А и использованием совместно только с магнитоэлек­трическими, электронными и цифровыми приборами, входное сопротивление которых достаточно велико.

http://studopedia.su/15_51928_izmeritelnie-shunti.html

Шунтирование в электротехнике это

Что такое ШУНТ в электротехнике

  • Facebook
  • Twitter
  • Google Plus
  • VK
  • OK
  • Reddit
  • Skype

01 Jun, 2018
Электрический измерительный шунт для амперметра — для чего он нужен и в каких случаях применяется. Манганин – основной материал для изготовления шунтов. Существуют разные падения напряжения шунтов. Как происходит измерение силы тока с помощью шунта и амперметра.
Ещё логотип ваш — очень интересный такой!
более менее понятно и зачем сверхнизкое сопротивление что- бы и токи мощные в большом диапазоне без повреждения через него пропускать и что-бы на результат замеров тока самого в измеряемоц цепи не повлияло само сапротивление на шунте так как оно не от чего не меняется и пренебрежимо мало в сравнении с сопротивлением в измеряемой цепи с токами от 5 А и до 15000А :
НО,оно не полное объяснение, так как, ещё, как минимум очень важный элемент в устройстве самого шунта присутствует,на его концах +- (кстати, зачем такие громадные болты ,это обязательно? и вообще размеры устройства на принципе сверхпроводимости — нельзя ли сделать поминиатюрнее?)Это те элементы где разделение зарядов происходит при протекании тока от 5 А а про их принцип не менее интересный как и вцелом работы шунта не слова! те нам надо на веру принимать ,что да — де так и происходит!А ведь у любого думающего (я рассуждаю не как тут спец электрик , а как любознательный школяр скажем. ) вознекает вопрос ,а каков сам физический процесс разделения зарядов на этих клемах вернее пластинах это же не источник питания батарейки с хим разделением зарядов и не обкладки кандёра +- у которого под действием напряжения или напряжённости эл поля в цепи разделение соотв зарядов происходит ,хотя похоже получается как-то .Почему это вообще разделение происходит и именно на + и _ по сторонам шунта ведь клемы я так понял соеденены проводником пусть и сверх который и на ток то в измеряемой цепи не меняет а он течёт в одном направлении так почему же + и — получается, если это не конденсатора 2-е обкладки и тогда со сверхпроводимостью вообще зачем нужен шунт? Повторю ,почему ток текущий в одном направлении в цепи на свиду одинаковых пластинках по обеи стороны шунта соответственно индуцирует + и — ,а не скажем, только + и на сколько линейная от Iизм цепи эта зависимость. А с электростатическим отклонением стрелки аналогового прибора и с привязкой линейной к силе постоянного тока в изм цепи как и с отличиями цифровых и аналоговых амперметров- всё понятно .

http://automobilrevue.net/v/ZnJvZFF6NWJPamM

Шунтирование в электротехнике это

Рис.4. Измерительный шунт
Измерительный шунт характеризуется номинальным значением входного тока Iном и номинальным значением выходного напряжения Uном. Их отношение определяет номинальное сопротивление шунта:
Шунты 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.5. Схемы подключения шутов
Ток Iи протекающий через измерительный механизм, связан с измеряемым током I зависимостью
где Rи — сопротивление измерительного механизма.
Если необходимо, чтобы ток Iи был в n раз меньше тока I, то сопротивление шунта должно быть:
где n = I / Iи — 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.
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.

http://www.e-ope.ee/_download/euni_repository/file/2393/Teooria.zip/__9.html

Шунты и добавки в электротехнике

Мощность, потребляемая подвижной рамкой магнитоэлектрического прибора, невелика. В довольно грубом техническом приборе сопротивление рамки составляет примерно 5 ом. Для отклонения стрелки прибора на полную шкалу требуется пропустить через рамку ток в 15 ма падение напряжения на рамке при этом 75 мв, а мощность, потребляемая прибором, — около Viooo ??. Но часто приходится измерять токи и напряжения, значительно отличающиеся от тех данных, на которые может быть выполнена рамка.
Чтобы измерять более высокие напряжения, последовательно с измерительной рамкой включают добавочное сопротивление — «добавку», как говорят для краткости речи (фиг. 3-10).
Если вольтметр предназначен для измерения напряжений в несколько тысяч вольт (такие киловольтметры

Фиг. 3-10. Добавочное сопротивление на 15 000 в для магнито-электрического киловольтметра.
стоят, например, в установках для высокочастотного нагрева), то на этом добавочном сопротивлении падает напряжение, в десятки тысяч раз большее, чем на измерительной рамке. На то, чтобы отклонить рамку, затрачиваются всего лишь десятитысячные доли мощности, потребляемой измерительной цепью. Сам прибор потребляет на отклонение стрелки меньше 7? ооо вт, но во всей измерительной цепи — в добавочном сопротивлении прибора — потребляется больше десятка ватт.

Фиг. 3-11. Схема включения амперметра с шунтом.
Фиг. 3-12. Шунт на 10000 а для магнитоэлектрического прибора.
К зажимам т подключается цепь главного тока, к зажимам л—прибор.
Это очень неэкономичное расходование мощности, и в маломощных устройствах такой вольтметр с добавочным сопротивлением нельзя применять. Например, как уже было сказано, простым магнитоэлектрическим вольтметром нельзя измерять напряжение в сеточных и анодных цепях приемных радиоламп: такой вольтметр даст неверные, сильно заниженные показания.
Когда приходится измерять большой ток, то по подвижной рамке пускают лишь незначительную часть его. Весь ток проходит по шунту — малоомному сопротивлению, выполненному из толстых манганиновых лент, лишь одна тысячная или десятитысячная доля от всего тока ответвляется в рамку измерительного прибора (фиг. 3-11 и 3-12). И в этом случае в шунте гибнет мощность, в тысячи раз больше той, что используется для отклонения стрелки измерительного прибора.
В установках для электролиза, где токи измеряются тысячами и даже десятками тысяч ампер, измерительный шунт вырастает в грандиозное сооружение, в нем теряются сотни ватт мощности. Здесь приходится переходить к другим методам измерении
Для работы в лабораториях удобны многошкальные приборы. Внутри кожуха прибора крепится несколько шунтов и добавок. Переключателем можно установить прибор на ту или иную шкалу: например, 1,5—15—150 в; 0,15—0,5—1,5 а.
Электричество работает Г.И.Бабат 1950-600M

http://nauchebe.net/2015/05/shunty-i-dobavki-v-elektrotexnike/

1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (Поки оцінок немає)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector