Site Loader

Содержание

Как подключается шунт к амперметру

Расчет шунта для амперметра

Понятия и формулы

Шунтом называется сопротивление, которое присоединяется параллельно зажимам амперметра (параллельно внутреннему сопротивлению прибора), чтобы увеличить диапазон измерений. Измеряемый ток I разделяется между измерительным шунтом (rш, Iш) и амперметром (rа, Iа) обратно пропорционально их сопротивлениям.

Сопротивление шунта rш=rа х Iа/(I-Iа ).

Для увеличения диапазона измерений в n раз шунт должен иметь сопротивление rш=(n-1)/rа

1. Электромагнитный амперметр имеет внутреннее сопротивление rа=10 Ом, а диапазон измерений до 1 А. Рассчитайте сопротивление rш шунта так, чтобы амперметр мог измерять ток до 20 А (рис. 1).

Измеряемый ток 20 А разветвится на ток Iа=1 А, который потечет через амперметр, и ток Iш, который потечет через шунт:

Отсюда ток, протекающий через шунт, Iш=I-Iа=20-1=19 А.

Измеряемый ток I=20 А должен разделиться в отношении Iа:Iш=1:19.

Отсюда вытекает, что сопротивления ветвей должны быть обратно пропорциональны токам: Iа:Iш=1/rа : 1/rш;

Сопротивление шунта rш=10/19=0,526 Ом.

Сопротивление шунта должно быть в 19 раз меньше, чем сопротивление амперметра rа, чтобы через него проходил ток Iш, в 19 раз больший тока Iа=1 А, который проходит через амперметр.

2. Магнитоэлектрический миллиамперметр имеет диапазон измерений без шунта 10 мА и внутреннее сопротивление 100 Ом. Какое сопротивление должен иметь шунт, если прибор должен измерять ток до 1 А (рис. 2)?

При полном отклонении стрелки через катушку миллиамперметра будет проходить ток Iа=0,01 А, а через шунт Iш:

откуда Iш=I-Iа=1-0,99 A=990 мА.

Ток 1 А разделится обратно пропорционально сопротивлениям: Iа:Iш=rш:rа.

Из этого соотношения найдем сопротивление шунта:

10:990=rш:100; rш=(10х100)/990=1000/990=1,010 Ом.

При полном отклонении стрелки через прибор пройдет ток Iа=0,01 А, через шунт – ток Iш=0,99 А, а по общей цепи – ток I=1 А.

При измерении тока I=0,5 А через шунт пройдет ток Iш=0,492 А, а через амперметр – ток Iа=0,05 А. Стрелка при этом отклоняется до половины шкалы.

При любом токе от 0 до 1 А (при выбранном шунте) токи в ветвях разделятся в отношении rа:rш, т. е. 100:1,01.

3. Амперметр (рис. 3) имеет внутреннее сопротивление rа=9,9 Ом, а сопротивление его шунта 0,1 Ом. В каком отношении разделится измеряемый ток 300 А в приборе и шунте?

Задачу решим при помощи первого закона Кирхгофа: I=Iа+Iш.

Кроме того, Iа:Iш=rш:rа.

Из второго уравнения получим ток Iа и подставим его в первое уравнение:

Ток в приборе Iа=I-Iш=300-297=3 А.

Из всего измеряемого тока через амперметр пройдет ток Iа=3 А, а через шунт Iш=297 А.

Шунт для амперметра

4. Амперметр, внутреннее сопротивление которого 1,98 Ом, дает полное отклонение стрелки при токе 2 А. Необходимо измерить ток до 200 А. Какое сопротивление должен иметь шунт, подключаемый параллельно зажимам прибора?

В данной задаче диапазон измерений увеличивается в 100 раз: n=200/2=100.

Искомое сопротивление шунта rш=rа/(n-1).

В нашем случае сопротивление шунта будет: rш=1,98/(100-1)=1,98/99=0,02 Ом.

Источник: electricalschool.info

Шунт для амперметра

Шунт нужен для того, чтобы измерять ток больший за максимально измеряемый ток прибора. Ток разделяется на две ветви, и меньшая величина тока протекает по амперметру, а большая – по шунту.

Шунт представляет собой проводник, катушку или резистор. Если шунт необходим для измерения тока меньше 30А, то его встраивают в сам амперметр. При больших токах шунт делают выносной, чтобы он не нагревал сам прибор.

Шунтирование – это процесс параллельного подключения одного элемента к другому. Шунт подключают параллельно амперметру для расширения шкалы прибора.

При подключенном шунте часть тока, протекает мимо прибора по шунту и тем самым уменьшается нагрузка на прибор.

Расчет шунта для амперметра

Ниже приведена формула для расчета необходимого сопротивления шунта, подключаемого к амперметру для увеличения шкалы измерения.

  • RА, IA – сопротивление и ток амперметра
  • RШ – сопротивление шунта
  • I – ток, который необходимо измерить

Если измеряемый ток значительно больше максимального измеряемого тока амперметра, то этой величиной в формуле выше можно пренебречь по причине её малого влияния на результат. И мы получим отношение RШ/RА=IА/I.

Если необходимо увеличить предел измеряемого тока в m раз, то можно воспользоваться следующим соотношением – RШ=(m-1)/RА

Разберем пример, где все цифры взяты из головы и не имеют под собой справочной обоснованности.

Задача. Амперметр имеет внутреннее сопротивление 10 Ом и максимальный измеряемый ток 1 А. Какое должно быть сопротивление шунта, чтобы можно было измерить ток 100А. Как его рассчитать?

Решение. При увеличении шкалы по амперметру будет течь ток в 1А как и раньше, а по шунту потечет ток 100-1=99А. Получится, что ток будет делиться в отношении 1:99, а сопротивления будут обратно пропорциональны.

Воспользуемся формулой выше и получим RШ=10*1/(100-1)=0,101 Ом.

Источник: pomegerim.ru

Как подключается шунт к амперметру

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 практике

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” 😉

Где купить шунт

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

Источник: www.ruselectronic.com

Подключение шунтов и добавочных сопротивлений к электроизмерительным приборам

Читайте также:

  1. Мосты сопротивлений
  2. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ПО РАБОТЕ С ГЕОДЕЗИЧЕСКИМИ ПРИБОРАМИ И ИНСТРУМЕНТОМ.
  3. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
  4. Подключение внешней памяти
  5. Подключение внешних устройств
  6. Подключение к системе кабельного телевидения (г. Донецк)
  7. Подключение панелей инструментов
  8. Подключение питания к сигнальным установкам
  9. Подключение проводов к электродам
  10. ПОДКЛЮЧЕНИЕ СБОРОЧНОГО ЧЕРТЕЖА
  11. ПОДКЛЮЧЕНИЕ СБОРОЧНОГО ЧЕРТЕЖА

Расширение пределов измерения электроизмерительных приборов при помощи шунтов и добавочных сопротивлений

Лабораторная работа № 5

Цель работы заключается в изучении методов измерения больших значений силы тока и напряжения, определении зависимости верхнего предела измерения электроизмерительных приборов от значения шунтирующего сопротивления.

Задачами лабораторной работы являются:

· изучение схем подключения шунтирующего сопротивления к амперметру и вольтметру;

· проведение серии экспериментов для различных значений шунтирующего и добавочного сопротивления;

· установление зависимости полученного шунтированием предела измерения прибора от значения сопротивления шунта.

Увеличение предела измерения электроизмерительного прибора связано с необходимостью выдерживания высоких значений силы тока Большие токи вызывали бы увеличение сечения проводов обмотки катушки (обычно диаметр проводов не превышает 0,2 мм), а, следовательно, массы и момента инерции подвижной части прибора. Кроме того, приборы обладают внутренним сопротивлением, наличие которого приводит к тому, что подключение измерительных приборов к цепи влияет на её параметры. При этом наличие внутреннего сопротивления у амперметра приводит к тому, что общее сопротивление участка цепи возрастает, и поэтому сила тока в цепи с амперметром меньше чем сила тока без него.

Чем меньше внутреннее сопротивление амперметра, тем меньшее изменение силы тока происходит на том участке цепи, куда включается амперметр. Поэтому пределы измерения по току расширяют с помощью шунтов, а по напряжению – с помощью добавочных резисторов.

Шунтирование – подключение параллельно амперметру с внутренним сопротивлением RA сопротивления Rш, называемого шунтом. Схема подключения приведена на рисунке 1.7. При этом часть тока Iш проходит через шунт, а общий измеряемый ток Im становится больше, чем предел измерения амперметра Im. Такое соединение можно рассматривать как амперметр с новым пределом измерения, равным Im.

Рисунок 1.7 Схема подключения шунта к амперметру

По законам Кирхгофа:

(1.22)

Решение системы уравнений (1.22) относительно I’m будет иметь вид:

(1.23)

Из выражения (1.23) следует, что чем меньше будет сопротивление шунта Rш, тем больше будет новый предел измерения Im. Сопротивление Rш определяется выражением:

(1.24)

где – коэффициент шунтирования.

Вольтметры предназначены для измерения разности потенциалов на участке цепи. Для однородного участка цепи разность потенциалов равна напряжению на участке. Для того чтобы при подключении вольтметра токи в схеме изменялись мало, необходимо, чтобы его внутреннее сопротивление

RV было как можно большим. Поэтому к вольтметру последовательно включается добавочное сопротивление, схема включения показана на рис. 1.8.

Пределу измерения вольтметра соответствует максимальный ток вольтметра:

(1.25)

Для изменения предела измерения вольтметра последовательно с ним включают добавочное сопротивление Rд. При этом измеряемое напряжение U’m равно:

(1.26)

Рисунок 1.8 Схема подключения шунта к вольтметру

Пределу измерения вольтметра соответствует максимальный ток вольтметра:

(1. 27)

Для изменения предела измерения вольтметра последовательно с ним включают добавочное сопротивление Rд. При этом измеряемое напряжение U’m равно:

(1.28)

где Uд – напряжение на добавочном сопротивлении. Так как ток через вольтметр равен току через добавочное сопротивление, напряжение на добавочном сопротивлении будет равно:

(1.29)

Путем подстановки выражения (1.29) в выражение (1.28) получается:

(1.30)

(1.31)

где – коэффициент изменения предела измерения напряжения.

Шунты встраивают в прибор или выполняют отдельными от прибора. Их изготавливают из манганина, обладающего малым температурным коэффициентом электрического сопротивления. [6]

Дата добавления: 2014-11-16 ; Просмотров: 5299 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник: studopedia.su

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.

Источник: electriktop.ru

Шунт для амперметра 10а своими руками

Изготовление шунта из медного провода

Амперметр не такой редкий прибор и часто они есть в старых зарядных устройствах и других приборах. Но пока не столкнёшься с амперметром не узнаешь что ему оказывается нужен шунт. Хотя конечно есть амперметры со встроенными шунтами, но там где постоянный ток шунты обычно внешние. В зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов шунты можно сказать что самодельные. Там шунт представляет из себя отрезок металлической проволоки диаметром около 2мм.

Когда вы вынимаете амперметр из прибора можно сразу вынуть и шунт, но если шунта нет то его можно сделать самостоятельно. Я делал шунты из медной проволоки, из металлической пластины и проволоки, из болта диаметром 6мм зажимая гайками контакты и все они нормально работали. Ниже на рисунке схема подключения амперметра с самодельным шунтом из медного провода.

Ничего сложного в изготовлении шунта из медного провода нет. Нужен отрезок подходящего провода сечением примерно 2.5кв, это для амперметра на 10-30А, если ток больше то сечение лучше потолще. Далее провод зачищается от изоляции, и к одному концу припаивается один провод от амперметра, а второй конец нужно перемещать по проводу пока показания амперметра не совпадают с показаниями второго подключенного амперметра. То-есть чтобы откалибровать показания нужен второй рабочий амперметр. Вот как выглядит мой самодельный шунт (ниже фото).

В общем ничего сложного в этом нет, самое быстрое это изготовление шунта из медного провода, но можно в принципе постараться и сделать шунт похожий на заводской, хотя зачем если этот шунт никто не увидит. Главно правильно откалибровать самодельный шунт, и для этого нужен рабочий второй амперметр, ну или взять обычный мультиметр включить на измерение постоянного тока.

Источник: e-veterok.ru

Расчет шунта для амперметра

Понятия и формулы

Шунтом называется сопротивление, которое присоединяется параллельно зажимам амперметра (параллельно внутреннему сопротивлению прибора), чтобы увеличить диапазон измерений. Измеряемый ток I разделяется между измерительным шунтом (rш, Iш) и амперметром (rа, Iа) обратно пропорционально их сопротивлениям.

Сопротивление шунта rш=rа х Iа/(I-Iа ).

Для увеличения диапазона измерений в n раз шунт должен иметь сопротивление rш=(n-1)/rа

1. Электромагнитный амперметр имеет внутреннее сопротивление rа=10 Ом, а диапазон измерений до 1 А. Рассчитайте сопротивление rш шунта так, чтобы амперметр мог измерять ток до 20 А (рис. 1).

Измеряемый ток 20 А разветвится на ток Iа=1 А, который потечет через амперметр, и ток Iш, который потечет через шунт:

Отсюда ток, протекающий через шунт, Iш=I-Iа=20-1=19 А.

Измеряемый ток I=20 А должен разделиться в отношении Iа:Iш=1:19.

Отсюда вытекает, что сопротивления ветвей должны быть обратно пропорциональны токам: Iа:Iш=1/rа : 1/rш;

Сопротивление шунта rш=10/19=0,526 Ом.

Сопротивление шунта должно быть в 19 раз меньше, чем сопротивление амперметра rа, чтобы через него проходил ток Iш, в 19 раз больший тока Iа=1 А, который проходит через амперметр.

2. Магнитоэлектрический миллиамперметр имеет диапазон измерений без шунта 10 мА и внутреннее сопротивление 100 Ом. Какое сопротивление должен иметь шунт, если прибор должен измерять ток до 1 А (рис. 2)?

При полном отклонении стрелки через катушку миллиамперметра будет проходить ток Iа=0,01 А, а через шунт Iш:

откуда Iш=I-Iа=1-0,99 A=990 мА.

Ток 1 А разделится обратно пропорционально сопротивлениям: Iа:Iш=rш:rа.

Из этого соотношения найдем сопротивление шунта:

10:990=rш:100; rш=(10х100)/990=1000/990=1,010 Ом.

При полном отклонении стрелки через прибор пройдет ток Iа=0,01 А, через шунт – ток Iш=0,99 А, а по общей цепи – ток I=1 А.

При измерении тока I=0,5 А через шунт пройдет ток Iш=0,492 А, а через амперметр – ток Iа=0,05 А. Стрелка при этом отклоняется до половины шкалы.

При любом токе от 0 до 1 А (при выбранном шунте) токи в ветвях разделятся в отношении rа:rш, т. е. 100:1,01.

3. Амперметр (рис. 3) имеет внутреннее сопротивление rа=9,9 Ом, а сопротивление его шунта 0,1 Ом. В каком отношении разделится измеряемый ток 300 А в приборе и шунте?

Задачу решим при помощи первого закона Кирхгофа: I=Iа+Iш.

Кроме того, Iа:Iш=rш:rа.

Из второго уравнения получим ток Iа и подставим его в первое уравнение:

Ток в приборе Iа=I-Iш=300-297=3 А.

Из всего измеряемого тока через амперметр пройдет ток Iа=3 А, а через шунт Iш=297 А.

Шунт для амперметра

4. Амперметр, внутреннее сопротивление которого 1,98 Ом, дает полное отклонение стрелки при токе 2 А. Необходимо измерить ток до 200 А. Какое сопротивление должен иметь шунт, подключаемый параллельно зажимам прибора?

В данной задаче диапазон измерений увеличивается в 100 раз: n=200/2=100.

Искомое сопротивление шунта rш=rа/(n-1).

В нашем случае сопротивление шунта будет: rш=1,98/(100-1)=1,98/99=0,02 Ом.

Источник: electricalschool.info

Шунты для амперметра: подключение, применение и изготовление

Амперметр – прибор, замеряющий силу проходящего в электрической цепи тока, который часто бывает немалым. По закону Ома, чтобы пропустить больший ток, амперметр должен иметь как можно меньшее сопротивление. Решение – включение параллельно прибору шунта, обеспечивающего такое низкое значение сопротивления.

Зачем нужен шунт?

Шунт – это полосковая линия (усиленная дорожка на плате) или отрезок провода с достаточно толстым сечением, низкоомная (менее 1 Ом) катушка или резистор с мощностью от 10 Вт. Он используется, когда, например, амперметр, рассчитанный на ток в 10 А, не может замерить, скажем, 50-амперный ток, потребляемый включёнными в электроцепь источника питания устройствами. На жаргоне электриков это явление называется «на шкале не хватает ампер». А точнее – диапазон замеров по току на этом же амперметре не охватывает такие высокие токи.

Расчёт сопротивления шунта

Кроме закона Ома для участка цепи – её разрыва, в который включён амперметр, – в расчёт берётся и формула Кирхгофа. Общий ток, протекающий в месте включения прибора, равен сумме токов, проходящих через сам амперметр и его шунт.

Сопротивление амперметра в разы больше внешнего шунта. Ток, проходящий по внешнему шунту, в эти же несколько раз больше, чем на самом амперметре.

В случае с цифровым прибором, где вместо измерительной головки используется датчик тока и аналого-цифровой преобразователь, распределение токов, составляющих общий ток цепи, не меняется.

Схема включения устройства

Амперметр включается последовательно в разрыв цепи. Последний может находиться в любом её месте. Сам прибор показывает, сколько ампер в час потребляет эта цепь. Внешний шунт также включается последовательно в цепь, но в тот же самый разрыв, получается, параллельно самому амперметру.

Что можно использовать?

В идеале используют отрезок провода или проволоки из металла или сплава, незначительно меняющего своё электрическое сопротивление при нагреве. А нагреваться шунт будет обязательно – хотя бы до нескольких десятков градусов, так как по нему протекает ток в единицы и десятки ампер. Специалисты рекомендуют использовать сплав манганина.

Манганиновая проволока (или лента) считается наиболее устойчивым электротехническим элементом: её температурный коэффициент сопротивления в 200 раз меньше, чем у меди, и в 300 раз ниже по сравнению с железом. Использование медных и стальных шунтов способно нести ощутимую погрешность при значительных токах, вызывающих их нагрев.

Но для приблизительной оценки иногда используют распрямлённую канцелярскую скрепку или отрезок провода.

Если речь идёт о внушительной силе тока от сотен до тысяч ампер – например, при старте двигателя «КамАЗа», где создаётся пусковой ток в 500 и более ампер для раскручивания стартером вала двигателя, – простой шунт здесь попросту расплавится.

Необходимо использовать токовые клещи – они являются более мощной версией шунта. Аналогично поступают в электроустановках и распределителях с высоким напряжением, где общий ток потребителей довольно высок.

Что требуется?

Для изготовления шунта, кроме проволоки, проводов, диэлектрика и крепежа, потребуются следующие приборы.

  • Готовый миллиамперметр. Можно использовать и гальванометр – измерительную головку без внутренних шунтов, резисторов и так далее.
  • Лабораторный блок питания, выдающий требуемый ампераж. Можно воспользоваться и автомобильным аккумулятором, в цепь с которым последовательно включена, например, фара на 100/90 Вт на основе лампы накаливания. Если такой фары нет, можно подключить отрезок нихромовой электроспирали или мощный керамический резистор на десятки ватт. Ни в коем случае не подключайте шунт с прибором «накоротко», без нагрузки.
  • При работе с бытовой осветительной сетью – выпрямительный диодный мост (или одиночные высоковольтные диоды) и дополнительный защитный автомат на 16 А, плавкие предохранители на несколько ампер.

Напряжение подаётся только после правильной сборки цепи.

Шунт своими руками

Спирально сматывать проволоку (или эмальпровод) не рекомендуется – индуктивность получившейся катушки уменьшит точность амперметра. Катушечное шунтирование имеет недостаток – гашение скачков тока, особенно в случае дросселированной (с сердечником) катушки. Если отрезок проволоки слишком длинный, расположите его в виде волнистой «змейки».

В качестве диэлектрика подойдёт любой изолятор – от керамического до текстолитового. К тому же скрученный в виде катушки провод может перегреть диэлектрик, не выдерживающий повышенной – более 150 градусов – температуры. А к перегреву устойчивы лишь керамика и закалённое стекло.

  • Сначала вырезается диэлектрическая пластина, в которой сверлятся отверстия под болты с шайбами и гайками. Материал – текстолит, гетинакс, дерево или композитные материалы.
  • Для существенной изоляции тепла проволоки от несущей пластины на болты устанавливаются керамические колечки. После них ставятся шайбы, зажимающие проволоку.
  • Для предотвращения самопроизвольного раскручивания и выпадения проволоки и проводов перед гайками проставляются гроверные шайбы.
  • Наконец, вставляются провода и концы проволоки между шайбами, а гайки затягиваются.

Полученная деталь подключается параллельно амперметру или гальванометру.

Переградуировка прибора

Новую градуировку обновлённого стрелочного амперметра под новый шунт нужно произвести следующим образом.

  1. Снимите переднюю часть корпуса (смотровое окно прибора) вместе со стеклом.
  2. Подключите одну из лампочек известного номинала последовательно с амперметром к батарее или сетевому адаптеру питания. Так, на лампочках накаливания указывается ток в амперах и напряжение в вольтах. Если вы подключаете светодиодную панель или фару, на которой, например, указано напряжение 12 В и мощность в 24 Вт – вашим рабочим током будет 2 А (мощность, делённая на напряжение источника питания).
  3. Отметьте, на какой угол отклонилась стрелка прибора, точкой с числом (в данном случае это 2).
  4. Идеальный вариант – включите параллельно друг с другом одинаковые лампочки или фары, увеличивая их число каждый раз на одну. Так можно «прометить» всю шкалу амперметра. Этот способ хорош для переменного тока – шкала амперметра получается нелинейной за счёт влияния частоты тока и падения части напряжения на диодах. Разметка «на глаз» или с использованием транспортира (или по уже имеющейся «линейке» прибора), как часто делают при постоянном токе, не подойдёт. Лучше перестраховаться и сделать точнее.
  5. Закончив разметку, соберите прибор и проверьте, надёжно ли держится крепление шунта, хорош ли электрический контакт между ним и амперметром. Если габариты амперметра позволяют, шунт часто заливают эпоксидным клеем, а затем получившийся элемент (в виде бруска) приклеивают к задней стенке измерительной головки.

Амперметр с новым шунтом готов к работе. Можно подключить щупы или токовые клещи.

С несколькими шунтами

Из амперметра получится и самодельный килоамперметр. Так, из 100-амперного прибора легко сделать амперметр на 2 кА. Более высокие значения на практике вряд ли понадобятся. Если у вас в наличии имеется прибор с одноамперным диапазоном измерений, сделайте несколько коммутируемых шунтов. Незачем переразмечать шкалу – достаточно подобрать шунты на 5, 10, 50, 100 и более ампер. Они помещаются в один внешний корпус вместе с выходными клеммами (для щупов) и многопозиционным переключателем, рассчитанным на такие значения тока.

Режимы помечаются маркером «x5», «x10» и так далее. Когда режим один, а амперметр переделан из одно- в десятиамперный, то слева от буквы «А» надпишите «x10» меньшим шрифтом.

При изготовлении многорежимного амперметра провода, соединяющие переключатель с шунтами и прибором, должны быть максимально короткими. Излишне длинные провода, подключённые к готовому шунту, имеющему точное сопротивление, и уже проградуированному прибору, приведут к заметной погрешности измерений – они включаются последовательно с шунтом и прибором, имеют своё, пусть и очень малое, сопротивление. Переключатель низкого качества со значительно окисленными контактами приведёт к тому, что прибор попросту начнёт «врать» – его токоведущие части и замыкающий подпружиненный шарик также вносят паразитное сопротивление.

Заводские амперметры проходят тщательную поверку, едва сойдя с конвейера. Недочёты учитываются при выпуске приборостроительным заводом следующей партии амперметров. Амперметры, имеющие значительную погрешность, бракуются и направляются на переработку.

О том, как произвести расчет шунта для амперметра, смотрите далее.

Источник: stroy-podskazka.ru

Сообщества › Кулибин Club › Блог › Изготовление шунта амперметра для зарядного устройства

Всем добрый вечер! Хочу поделится методикой изготовления шунта для амперметра в зарядное устройство. Не давно у знакомого в зарядном устройстве перегорел шунт и соответственно сгорел и сам амперметр.
И так, нашол вот такой прибор со шкалой от 0 до 50А.

Обмотка измерительной головки и контакты не рассчитана на ток в 50А, для применения в нашем ЗУ надо изготовить шунт.
Шунт — устройство, которое позволяет электрическому току протекать в обход какого либо участка электрической схемы. В нашем случае через шунт проходит основной зарядный ток, а через амперметр малая часть, пропорциональная основной величине тока.
Для шунта берем обычную канцелярскую скрепку.

На упаковке со скрепками было написано «Скрепки никелированные», фото не сделал самой упаковки. Разгибаем ее, чтоб из нее получился прямой кусочек проволоки…
Далее сгибаем кончики проволоки под гайки прибора и прикручиваем их вместе с проводами к амперметру.
Для калибровки амперметра нам понадобится регулируемый блок питания от 0 до 20 В с током в 5А, но можно обойтись обычным автомобильным аккумулятором (напишу далее), проволочный 100 Вт резистор ПЭВ-100,

мультиметр и соединительные провода. Все соединяем проводами между собой последовательно и подключаем к блоку питания.

Выставляем ток в 1А и смотрим на наш амперметр. Он показывает около 1,5 А. Нам надо 1 А.

Уменьшаем длинну шунта, чтоб стрелка амперметра стала показывать 1А.(По шкале амперметра это будет 10А). Далее вместо резистора подключаем лампочку с фары на ближний свет. Проверяем как работает амперметр на больших токах.

После, когда длинна шунта уже нам известна, завернутые под гайку кончики необходимо залудить оловом.
После разбираем наш прибор и белым корректором зарисовываем на шкале нули, собираем прибор. Шкала прибора получилась от 0 до 5А вместо 0-50А.
Если нету под рукой блока питания с регулировкой и проволочного 100 Вт резистора, вместо блока питания можно использовать автомобильный аккумулятор, а вместо резистора лампочку с габаритов задней фары на 15Вт. При подключении к аккумулятору, ток в цепи будет равен около 1 А, что достаточно для начальной калибровки амперметра. Потом так же можна подключить лампочку с передней фары в режиме ближнего света, для проверки амперметра под большим током.
Делаем контрольную поверку мультиметром и прибор можно устанавливать в зарядное.
Вот я поделился наглядной методикой изготовления шунта для амперметра в зарядное устройство…
Задавайте вопросы если что то не понятно…
Удачи всем на дорогах!

Источник: www.drive2.ru

Шунт для амперметра своими руками

Многие домашние электрики недовольны тестерами промышленного производства, поэтому задумываются о том, как из амперметра сделать вольтметр, а также как повысить функциональность тестера промышленного производства. Для этой цели можно изготовить специальный шунт.

Перед тем как приступить к работе, следует выполнить расчет шунта для микроамперметра и найти материал, обладающий хорошей проводимостью.

Конечно, для большей точности измерений можно просто приобрести миллиамперметр, но такие приборы стоят довольно дорого, а применять их на практике приходится весьма редко.

В последнее время в продаже появились тестеры, рассчитанные на большое напряжение и сопротивление. Для них шунт не нужен, но и стоимость их очень высока. Для тех, кто использует классический тестер, изготовленный еще в советское время, или пользуется самодельным, шунт просто необходим.

Недостатки промышленного амперметра

Подобрать токовый амперметр — дело непростое. Большинство приборов выпускается на Западе, в Китае или в странах СНГ, и в каждой стране к ним предъявляют свои индивидуальные требования. Также в каждой стране свои допустимые величины постоянного и переменного тока, требования к розеткам. В связи с этим при подключении амперметра западного производства к отечественному оборудованию может оказаться, что прибор не может правильно измерить силу тока, напряжение и сопротивление.

С одной стороны, такие устройства очень удобны. Они компактны, снабжаются зарядным устройством и просты в пользовании. Классический стрелочный амперметр не занимает много места и имеет визуально понятный интерфейс, но он часто не рассчитан на существующее напряжение сопротивление. Как говорят бывалые электрики, на шкале «не хватает ампер». Приборы, устроенные таким образом, обязательно нуждаются в шунтировании. Например, бывают ситуации, когда нужно измерить величину до 10а, а на шкале прибора отсутствует цифра 10.

Вот основные недостатки классического фабричного амперметра без шунта:

  • Большая погрешность в измерениях;
  • Диапазон измеряемых величин не соответствует современным электроприборам;
  • Крупная калибровка не позволяет измерять малые величины;
  • При попытке измерить большую величину сопротивления прибор «зашкаливает».

Для чего нужен шунт

Шунт необходим для того, чтобы правильно измерить сопротивление в тех случаях, если амперметр не предназначен для измерения таких величин. Если домашний мастер часто имеет дело с такими величинами, есть смысл изготовить шунт для амперметра своими руками. Шунтирование значительно повышает точность и эффективность его работы. Это важное и нужное устройство для тех, кто часто пользуется тестером. Обычно его используют владельцы классического амперметра 91с16. Вот основные преимущества самодельного шунта:

  • Позволяет измерить сопротивление там, где у фабричного или самодельного амперметра не хватает делений на шкале;
  • Помогает адаптировать зарубежные амперметры к российским электрическим цепям;
  • Точность тестера значительно увеличивается;
  • Защищает тестер от поломок и продлевает срок его службы. Любая ситуация, когда тестер «зашкаливает» является стрессом для прибора. Если амперметр «зашкаливает» часто (обычно так бывает, если он отсутствует), прибор быстро выходит из строя, а починить его непросто (легче купить новый).

Порядок изготовления

С самостоятельным изготовлением шунта легко справится даже первокурсник профессионально-технического училища или начинающий электрик-любитель. Если подключить это устройство соответствующим образом, оно значительно увеличит точность амперметра и прослужит долго. В первую очередь необходимо произвести расчет шунта для амперметра постоянного тока. Узнать о том, как производить расчеты, можно через интернет или из специализированной литературы, адресованной домашним электрикам. Рассчитать шунт можно с помощью калькулятора.

Для этого нужно просто подставить конкретные значения в готовую формулу. Для того чтобы воспользоваться схемой расчета, необходимо знать реальные напряжение и сопротивление, на которые рассчитан конкретный тестер, а также представлять себе тот диапазон, до которого нужно расширить возможности тестера (это зависит от того, с какими именно приборами чаще всего приходится иметь дело домашнему электрику).

Для изготовления прекрасно подойдут такие материалы:

  • Стальная скрепка;
  • Моток медной проволоки;
  • Манганин;
  • Медный провод.

Можно приобрести материалы в специализированных магазинах или воспользоваться тем, что есть дома.

По сути, шунт — это источник дополнительного сопротивления, снабженный четырьмя зажимами и подсоединенный к прибору. Если для его изготовления используется стальная или медная проволока, не стоит скручивать его в виде спирали.

Лучше аккуратно уложить его в виде «волн». Если шунт рассчитан правильно, тестер будет работать намного лучше, чем раньше.

Металл для изготовления этого устройства должен хорошо проводить тепло. А вот индуктивность в том случае, если домашний электрик имеет дело с протеканием большого тока, может негативно повлиять на результат и способствовать его искажению. Это тоже нужно иметь в виду при изготовлении шунта в домашних условиях.

Полезные советы

Если домашний электрик решил приобрести амперметр промышленного производства, следует выбирать прибор с мелкой калибровкой, потому что он будет более точным. Тогда, возможно, не понадобится и самодельный шунт.

При работе с тестером следует соблюдать элементарную технику безопасности. Это поможет избежать серьезных травм, вызванных поражением электрическим током.

Если тестер систематически «зашкаливает», использовать его не стоит.

Возможно, что прибор или неисправен, или не способен показать правильный результат измерений без дополнительного приспособления. Лучше всего приобретать современные амперметры отечественного производства, потому что они лучше подходят для тестирования электроприборов нового поколения. Перед тем как начинать работу с тестером, следует внимательно прочитать инструкцию по эксплуатации.

Шунт — прекрасный способ оптимизировать работу домашнего электрика по тестированию электрических цепей. Для того чтобы сделать это устройство своими руками, понадобятся только исправный тестер промышленного производства, подручные материалы и элементарные познания в области электрики.

Источник: obinstrumentah.info

расчет компонента микроамперметра постоянного тока, основные формулы и подбор параметров сопротивления

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.

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.

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.

Почему одним прибором нельзя измерять широкий диапазон величин?

Принцип работы любого амперметра (стрелочного или катушечного) основан на переводе измеряемой величины в визуальное ее отображение. Стрелочные системы работают по механическому принципу.

Через обмотку протекает ток определенной величины, заставляя ее отклоняться в поле постоянного магнита. На катушке закреплена стрелка. Остальное – дело техники. Шкала, разметка и прочее.

Зависимость угла отклонения от силы тока на катушке не всегда линейная, это часто компенсируется пружиной особой формы.

Для обеспечения точности измерения, шкала делается по возможности с большим количеством промежуточных делений. В таком случае, для обеспечения широкого предела измерений шкала должна быть огромного размера.

Или же надо иметь в арсенале несколько прибором: амперметр на десятки и сотни ампер, обычный амперметр, миллиамперметр.

В цифровых мультиметрах картина схожая. Чем точнее шкала – тем ниже предел измерения. И наоборот – завышенная величина предела, дает большую погрешность.

Слишком загруженной шкалой пользоваться неудобно. Большое количество положений усложняют конструкцию прибора, и увеличивают вероятность потери контакта.

Применив закон Ома для участка цепи, можно изменить чувствительность прибора, установив шунт для амперметра.

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:

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.

Однако самым лучшим вариантом измерения токов любой формы является осциллограф. Осциллограф подключается к шунту вместо вольтметра. Это позволит измерить размах тока или или среднее его значение. Другими словами — мы увидим ток «воочию». Основная сложность при таких замерах — согласовать значения напряжений на осциллографе с сопротивлением шунта по закону Ома. Здесь могу посоветовать одно — калькулятор в начале страницы вам в помощь.

Хочется обратить внимание: при измерении переменного тока следует производит расчеты не по амплитудным значениям напряжения, а по среднеквадратическим — именно так принято в электротехнике измерять переменные токи и напряжения. Величины указываются усредненные, эквивалентные постоянным. Собственно это и стоит учитывать при использовании осциллографа. У цифровых «ослов» среднеквадратическая величина напряжения может рассчитываться автоматически, называется она «Vrms».

Вышенаписанное справедливо при измерении так называемых «действующих» токов, с относительно стабильной формой. Когда же нужно узнать пиковые токи — здесь в формулу рассчета (или калькулятор в начале) нужно подставлять амплитудные значения напряжений на шунте. Как говорится «все хорошо к месту» — в радиолюбительской практике требуются различные варианты.

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.

Оборудование / Электроинструмент / Расчёт шунтирующего сопротивления амперметра

Для контроля величины тока применяется прибор называемый амперметром. Из практики могу сказать, что не всегда под рукой оказывается прибор с нужным диапазоном измерения. Как правило, диапазон либо мал, либо велик. Здесь мы разберем, как изменить рабочий диапазон амперметра. Амперметры на большие токи от 20 ампер и выше имеют в своём составе внешний шунтирующий резистор. Он подключается параллельно амперметру. На рисунке 1 приведена схема включения амперметра с шунтирующем резистором.

В качестве примера в экспериментах будет использован амперметр M367 со шкалой до 150 ампер, соответственно при таком токе амперметр используется с внешним шунтирующим сопротивлением.

Если убрать шунтирующий резистор, то амперметр станет миллиамперметром с максимальным током отклонения стрелки 30 мА (далее будет пояснение, откуда это значение взялось). Таким образом, используя разные шунтирующие сопротивления можно сделать амперметр практически с любым диапазоном измерения.

Рассмотрим подробнее имеющийся измерительный прибор. Из его маркировок можно узнать следующее. Маркировка в верхнем правом углу (цифра 1 на изображении). Модель измерительной головки М367. Сделан на краснодарском заводе измерительных приборов (это можно определить по ромбику с буковками ЗИП). Год выпуска 1973. Серийный номер 165266.

Маркировка в нижнем левом углу (цифра 2 на изображении). Слева на право. Прибор предназначен для измерения постоянного тока. Магнитоэлектрический прибор с подвижной рамкой. Напряжение между корпусом и мангнитоэлектрической системой не должно превышать 2 КВ. Рабочее положение шкалы прибора вертикальное. Класс точности прибора в процентах 1,5. ГОСТ8711-60. Измерительная головка рассчитана на измерения силы тока до 150 ампер с использованием внешнего шунтирующего сопротивления рассчитанного на падение на нём напряжения номиналом в 75 милливольт.

Итак, это максимум что удалось узнать из маркировки амперметра. Теперь перейдём к расчетам. Сопротивление шунта определяется по формуле:

где : Rш — сопротивление шунтирующего резистора; Rприб — внутреннее сопротивление амперметра; Iприб — максимально измеримый ток амперметром без шунта; Iраб — максимально измеримый ток с шунтом (требуемое значение)

Если все данные для расчёта имеются, то можно приступать к самому расчёту. Для упрощения можно воспользоваться онлайн калькулятором ниже:

В нашем случае из формулы видно, что данных не достаточно. Нам известен только максимальный измеряемый ток с шунтом. То есть, то, что мы хотим видеть в случае максимального отклонения стрелки амперметра.

Из маркировки прибора удалось узнать падение напряжения на шунтирующем сопротивлении. И это уже что-то. Из этого параметра ясно, что при подаче на прибор напряжения номиналом 0,075 вольт (75мВ) стрелка отклониться до крайнего значения на шкале 150 ампер. Таким образом, получается, что максимальное отклонение стрелки прибора достигается подачей напряжения 75 мВ. Вроде как данных для расчета по-прежнему не хватает. Необходимо узнать сопротивление прибора и ток, при котором стрелка откланяется до максимального значения без шунтирующего резистора. Далее предлагаю несколько способов для определения нужных параметров и решения задачи.

Способ первый. При помощи блока питания выясняем максимальное отклонение стрелки по току и напряжению без шунта. В нашем случае напряжение уже известно. Его замерять не будем. Измеряем ток и отклонение стрелки. Так как блока питания под рукой не оказалось, то пришлось воспользоваться очень разряженой батарейкой типа АА. Ток, который батарейка могла ещё отдать, составил 12 мА (по показаниям мультиметра). При этом токе стрелка прибора отклонилась до значения на циферблате 60А. Далее определяем цену деления и рассчитываем полное (максимальное) отклонение стрелки. Поскольку шкала циферблата амперметра размечена равномерно, то не составит труда узнать (рассчитать) ток максимального отклонения стрелки.

Цена деления прибора рассчитывается по формуле:

где: х1 – меньшее значение, х2 – большее значение, n – количество промежутков (отрезков) между значениями

Для упрощения можно воспользоваться онлайн калькулятором ниже:

Расчёт показал, что цена деления прибора штатной шкалы составляет 5 ампер. При токе 12 мА стрелка отклонялась до показания 60А. Таким образом, цена одного деления без шунта составляет 1 мА. Всего делений 30, соответственно максимальное отклонение стрелки до значения 150А без шунта составляет 30 мА.

Далее при помощи закона Ома находим сопротивление прибора. 0,075/0,03=2,5 Ом

Расчёт: Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2,5*0,03/(10-0,03)=0,00752 Ом для шкалы 10А мах Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2,5*0,03/(5-0,03)=0,01509 Ом для шкалы 5А мах Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2,5*0,03/(3-0,03)=0,02525 Ом для шкалы 3А мах

Для упрощения можно воспользоваться онлайн калькулятором расчёта сопротивления шунтирующего сопротивления выше.

Второй вариант. При помощи прецизионного мультиметра замеряем сопротивление амперметра и далее при помощи закона Ома (зная напряжение максимального отклонения стрелки) находим ток максимального отклонения стрелки. Измерения выполнялись прецизионными мультиметрами Mastech MS8218 и Uni-t UT71E. При измерении сопротивления амперметра значение составило 2,50-2,52 Ом прибором UT71E и 2,52-2,53 прибором MS8218.

Формула для расчёта тока отклонения стрелки до максимального значения:

Расчёт: 0. 075/2.52=0.02976А

Для упрощения вычислений максимального тока отклонения стрелки амперметра можно воспользоваться калькулятором ниже:

Далее, как и в первом варианте выполняем расчёт сопротивления шунтирующего резистора (калькулятор выше). Для расчёта было принято среднее показание измеренного сопротивления амперметра двумя мультиметрами Rприб = 2,52Ом

Расчёт: Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2,52*0,02976/(10-0,02976)=0,00752 Ом для шкалы 10А мах Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2,52*0,02976/(5-0,02976)=0,01508 Ом для шкалы 5А мах Rш=Rприб*Iприб/(Iраб-Iприб)=2,52*0,02976/(3-0,02976)=0,02524 Ом для шкалы 3А мах

Если сравнить расчёты двух методик между собой, то получились совпадение данных до четвёртого знака после запятой, а в некоторых случаях даже до пяти знаков.

О тонкостях изготовления шунтирующего сопротивления расскажу в следующей статье.

Как сделать шунт для амперметра, какие материалы при этом используются

Фабрично изготовленные шунты рассчитываются под готовые приборы, их параметры учитываются еще при вытягивании проволоки.

При создании учитывается даже расстояние от центра проволоки до мест подключения контактов. Несмотря на массивность конструкции, шунт достаточно точный и чувствительный прибор. На погрешность влияет даже разнесение контактов для прибора и контактов для измеряемой цепи.

Это низкоомные приборы. Сопротивление измеряется единицами Ом. Поэтому на рабочую величину влияет даже сечение проводника. При точной подгонке свойств шунта, можно делать на шине пропилы, для изменения удельного сопротивления.

Еще один вариант юстировки фабричного шунта – подбор дополнительных сопротивлений. Такой способ часто практикуют доморощенные «Кулибины».

Шунт для амперметра своими руками можно изготовить из любого материала, обладающего низким сопротивлением и хорошей теплопроводностью. Если измеряемые токи не более 10 ампер – воспользуйтесь обычной стальной скрепкой большого размера.

Сталь противостоит влиянию высоких температур, и неплохо паяется (при необходимости стационарного монтажа). Если у вас есть медь – тоже хороший выбор. Только не переусердствуйте при калибровке. Случайно отпиленный для изменения сечения кусок нет смысла паять обратно.

Внимание! Если вы делаете проволочный шунт, не следует мотать из нее спираль.

Индуктивность при протекании больших токов может исказить результат. Лучше применить иной материал, или уложить шунт волнами.

Переделка стрелочного вольтметра в амперметр | самоделки

Текст из видео:

  • 00:00: всем привет если вы смотрели мое предыдущее видео про переделку амперметра на любой другой ток я думаю принципе сам принцип переделки вольтметр и амперметр вам уже будет понятен но для начала немного предыстории у меня было несколько в их метров на 50 вольт этот и еще вот два от этих но этот я умудрился
  • 00:32: как-то упустить с рук и у него короче отошла стрелка не не дергалась и что бывают ремонтировать мне когда-то пришлось его разобрать это довольно таки химерные процесс так как здесь балтики вообще не рассчитаны на то чтобы их откручивали с этой стороны такие как бы нарезана
  • 01:04: гаечки пришлось накрывать паяльником довольно-таки долго нагревать ну и тогда уже это гаечка поддалась ну это и все все четыре другие разобрал я там направил этот механизм и как-то у меня этот вольтметр валялся уже разобраны довольно таки много времени несколько лет наверное и тут вчера
  • 01:36: мне пришла такая идея почему бы не переделать вольтметр в амперметра тем более у меня есть еще 2 штуки а этот как бы рынка и реинкарнировать ну и собственно что же я и сделал это был такой интересный резистор такого как
  • 02:06: бы фиолетового цвета его выпало уже давно и не помню где он к сожалению не покажу суть переделки вот в чем я подпаял у такой вот перень подстроечный резистор то есть средний и один боковой контакте я
  • 02:36: припаял но сюда 2 уже идет непосредственно к вольтметру есть ничего необычного тот же резистор на 0 одним фома из предыдущего видео ну и собственно я немножко подкрутил потому что там нет не так как в предыдущем видео интер метр был как бы
  • 03:08: мили вольтметром здесь немного по-другому было немножко подкрутил подстроил и в принципе до 1 ампера показания ничем не отличается ну а если уже доходит где-то до половины то почему то начинает врать не знаю почему такая нелинейность может быть это
  • 03:38: специально так сделано для вольтметра и даже даже не знаю ну свыше 3 ампер я не не тестировал но когда показываю здесь три то на самом деле немножко или больше или меньше я уже не помню мало времени по дозировке заодно мы протестируем с вами посмотрим что же приступим не все как прошлый раз только
  • 04:09: нагрузка по пашне и это 40 ватт на я лампочка здесь весь спирали соединенные параллельно что ж приступим тестирование так не помню говорил ли вампир метра соединены последовательно так как видим цифровой говорит что ток 4
  • 04:40: ампера а этот же показывает 4 и 1 кстати как видите стрелочка примерно на нуле тоже попробуем не знаю как показать какой лучше хотя ночи
  • 05:11: цифровой так 2 027 здесь же 0 до в принципе можно подкрутить еще этот регулятор но я не знаю что до или тот подстроечный резистор там внутри
  • 05:41: ну в принципе целом и не такой точности как от этого амперметра и не нужно а если честно это просто не охота разбирать опять как видите здесь 026 вот может приостановить так 04 здесь даже ниже чем 04
  • 06:14: как то так если вам видео понравилось то ставьте лайк если не понравилось ставьте дизлайк подписывайтесь на мой канал всем пока от заметила что лампа накаливания ты к довольно мощные при включении как
  • 06:44: электродвигатель spajic потребляет довольно таки нехилый ток что-то отошла сейчас я вам покажу телочка уходит как бы дальше пике
  • 07:15: что ж попробуем протестировать на уже знакомом вам кулере говен он

postila. ru

Шунт на амперметр своими руками

Многие домашние электрики недовольны тестерами промышленного производства, поэтому задумываются о том, как из амперметра сделать вольтметр, а также как повысить функциональность тестера промышленного производства. Для этой цели можно изготовить специальный шунт.

Перед тем как приступить к работе, следует выполнить расчет шунта для микроамперметра и найти материал, обладающий хорошей проводимостью.

Конечно, для большей точности измерений можно просто приобрести миллиамперметр, но такие приборы стоят довольно дорого, а применять их на практике приходится весьма редко.

В последнее время в продаже появились тестеры, рассчитанные на большое напряжение и сопротивление. Для них шунт не нужен, но и стоимость их очень высока. Для тех, кто использует классический тестер, изготовленный еще в советское время, или пользуется самодельным, шунт просто необходим.

Подобрать токовый амперметр — дело непростое. Большинство приборов выпускается на Западе, в Китае или в странах СНГ, и в каждой стране к ним предъявляют свои индивидуальные требования. Также в каждой стране свои допустимые величины постоянного и переменного тока, требования к розеткам. В связи с этим при подключении амперметра западного производства к отечественному оборудованию может оказаться, что прибор не может правильно измерить силу тока, напряжение и сопротивление.

С одной стороны, такие устройства очень удобны. Они компактны, снабжаются зарядным устройством и просты в пользовании. Классический стрелочный амперметр не занимает много места и имеет визуально понятный интерфейс, но он часто не рассчитан на существующее напряжение сопротивление. Как говорят бывалые электрики, на шкале «не хватает ампер». Приборы, устроенные таким образом, обязательно нуждаются в шунтировании. Например, бывают ситуации, когда нужно измерить величину до 10а, а на шкале прибора отсутствует цифра 10.

Вот основные недостатки классического фабричного амперметра без шунта:

  • Большая погрешность в измерениях;
  • Диапазон измеряемых величин не соответствует современным электроприборам;
  • Крупная калибровка не позволяет измерять малые величины;
  • При попытке измерить большую величину сопротивления прибор «зашкаливает».

Для чего нужен шунт

Шунт необходим для того, чтобы правильно измерить сопротивление в тех случаях, если амперметр не предназначен для измерения таких величин. Если домашний мастер часто имеет дело с такими величинами, есть смысл изготовить шунт для амперметра своими руками. Шунтирование значительно повышает точность и эффективность его работы. Это важное и нужное устройство для тех, кто часто пользуется тестером. Обычно его используют владельцы классического амперметра 91с16. Вот основные преимущества самодельного шунта:

  • Позволяет измерить сопротивление там, где у фабричного или самодельного амперметра не хватает делений на шкале;
  • Помогает адаптировать зарубежные амперметры к российским электрическим цепям;
  • Точность тестера значительно увеличивается;
  • Защищает тестер от поломок и продлевает срок его службы. Любая ситуация, когда тестер «зашкаливает» является стрессом для прибора. Если амперметр «зашкаливает» часто (обычно так бывает, если он отсутствует), прибор быстро выходит из строя, а починить его непросто (легче купить новый).

Порядок изготовления

С самостоятельным изготовлением шунта легко справится даже первокурсник профессионально-технического училища или начинающий электрик-любитель. Если подключить это устройство соответствующим образом, оно значительно увеличит точность амперметра и прослужит долго. В первую очередь необходимо произвести расчет шунта для амперметра постоянного тока. Узнать о том, как производить расчеты, можно через интернет или из специализированной литературы, адресованной домашним электрикам. Рассчитать шунт можно с помощью калькулятора.

Для этого нужно просто подставить конкретные значения в готовую формулу. Для того чтобы воспользоваться схемой расчета, необходимо знать реальные напряжение и сопротивление, на которые рассчитан конкретный тестер, а также представлять себе тот диапазон, до которого нужно расширить возможности тестера (это зависит от того, с какими именно приборами чаще всего приходится иметь дело домашнему электрику).

Амперметр не такой редкий прибор и часто они есть в старых зарядных устройствах и других приборах. Но пока не столкнёшься с амперметром не узнаешь что ему оказывается нужен шунт. Хотя конечно есть амперметры со встроенными шунтами, но там где постоянный ток шунты обычно внешние. В зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов шунты можно сказать что самодельные. Там шунт представляет из себя отрезок металлической проволоки диаметром около 2мм.

Когда вы вынимаете амперметр из прибора можно сразу вынуть и шунт, но если шунта нет то его можно сделать самостоятельно. Я делал шунты из медной проволоки, из металлической пластины и проволоки, из болта диаметром 6мм зажимая гайками контакты и все они нормально работали. Ниже на рисунке схема подключения амперметра с самодельным шунтом из медного провода.

Ничего сложного в изготовлении шунта из медного провода нет. Нужен отрезок подходящего провода сечением примерно 2. 5кв, это для амперметра на 10-30А, если ток больше то сечение лучше потолще. Далее провод зачищается от изоляции, и к одному концу припаивается один провод от амперметра, а второй конец нужно перемещать по проводу пока показания амперметра не совпадают с показаниями второго подключенного амперметра. То-есть чтобы откалибровать показания нужен второй рабочий амперметр. Вот как выглядит мой самодельный шунт (ниже фото).

В общем ничего сложного в этом нет, самое быстрое это изготовление шунта из медного провода, но можно в принципе постараться и сделать шунт похожий на заводской, хотя зачем если этот шунт никто не увидит. Главно правильно откалибровать самодельный шунт, и для этого нужен рабочий второй амперметр, ну или взять обычный мультиметр включить на измерение постоянного тока.

Амперметр для самодельного блока питания.

Для того чтобы изготовить шунт, надо рассчитать его сопротивление. Заходим на страницу «Карта сайта», выбираем категорию «Программы», заходим в заметку «Программы» и скачиваем «Программу для работ с проволокой». Так, программа есть. Теперь берем измерительную головку, лучше, если она будет с током полного отклонения стрелки 50 или 100 микроампер. Эти параметры называются чувствительностью измерительной головки. Произведем расчет для головки с током в 50 микроампер. Зададимся измеряемым током, допустим 10А.

1) Замеряем сопротивление прибора (головки), для моей оно равно 1454 Ома.
2) В формулу 1 подставляем все имеющиеся данные: Ток прибора — Iприбора=0, 00005А; Ток измеряемый — Iизмеряемый=10А. Сопротивление прибора Rприбора= 1454 Ома.
3) Определили сопротивление шунта Rш=0,00727 Ом.

Открываем программу. Нажимаем вверху на вторую клавишу для определения длины шунта. Справа из выпадающего списка выбираем материал для шунта. Я для таких амперметров в качестве материала всегда использую светлую луженую жесть от консервных банок из-под сгущенного молока. И так, выбираем сталь.
Ее удельное сопротивление примерно в 10 раз больше чем у меди, поэтому геометрические размеры шунта будут меньше. Замеряем микрометром толщину жестянки, у моей она равна 0,2мм. Выбираем ширину полоски жести, девяти миллиметров для тока в десять ампер я думаю хватит, тем более, что плоский проводник имеет большую площадь охлаждения.

Если будет уж очень сильно греться, то ширину можно увеличить и пересчитать шунт. Определяем площадь сечения нашего шунта S=0,2×9=1,8 квадратных мм. Выбираем величину ввода — «площадь поперечного сечения». Вводим это значение в соответствующее окно. Вводим величину необходимого сопротивления шунта. Нажимаем на «Результат» и получаем длину проводника равной 74 миллиметрам. Берем банку 1 (Фото 1) и вырезаем из ее жести соответствующую полоску. На фото я показал, какие формы можно придавать шунту. Под номером 4 шунт для печатного монтажа, концы полоски припаиваются к печатным площадкам. Вообще я всегда немного увеличиваю длину таких шунтов, что ведет к увеличению их сопротивления и в следствии с этим увеличению падения напряжения на на данном шунте при одном и том же токе. Зато появляется возможность точно отрегулировать показания амперметра с помощью добавочного резистора, включенного последовательно с измерительной головкой. См. фото2.

Конечно, в качестве шунтирующего резистора можно использовать и медный обмоточный провод, но тогда шунт будет очень длинным. Хотя давайте попробуем. Вводим новые данные в соответствующие окна. Смотрим следующий скиншот_2. Получаем шунт в виде проволоки длиной 51см. Не стоит сматывать проволоку в катушку и концентрировать тепло в одном месте. Просто проденьте этот кусок проволоки во

фторопластовую трубочку и используйте его, как монтажный провод к выходной клемме вашего блока питания. Естественно от концов этого шунта пойдут два провода к измерительной головке.

Расчет шунта электромеханического амперметра магнитоэлектрической системы — КиберПедия

Навигация:

Главная Случайная страница Обратная связь ТОП Интересно знать Избранные

Топ:

Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного. ..

Техника безопасности при работе на пароконвектомате: К обслуживанию пароконвектомата допускаются лица, прошедшие технический минимум по эксплуатации оборудования…

Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья…

Интересное:

Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски…

Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего…

Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является…

Дисциплины:

Автоматизация Антропология Археология Архитектура Аудит Биология Бухгалтерия Военная наука Генетика География Геология Демография Журналистика Зоология Иностранные языки Информатика Искусство История Кинематография Компьютеризация Кораблестроение Кулинария Культура Лексикология Лингвистика Литература Логика Маркетинг Математика Машиностроение Медицина Менеджмент Металлургия Метрология Механика Музыкология Науковедение Образование Охрана Труда Педагогика Политология Правоотношение Предпринимательство Приборостроение Программирование Производство Промышленность Психология Радиосвязь Религия Риторика Социология Спорт Стандартизация Статистика Строительство Теология Технологии Торговля Транспорт Фармакология Физика Физиология Философия Финансы Химия Хозяйство Черчение Экология Экономика Электроника Энергетика Юриспруденция

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Пример 1. Рассчитать шунт к амперметру А с пределом измерения IАН = 5 А для измерения постоянного тока I = 50 А и определить цену его деления до и после присоединения шунта. Шкала амперметра имеет NH = 100 делений, а его внутреннее сопротивление RA = 0,015 Ом.

Решение: в двух параллельных ветвях токи разветвляются обратно пропорционально сопротивлению этих ветвей:

             , откуда

Ток в шунте IШ = I – IАН= 50 – 5 = 45 А, следовательно, RШ = 0,00167 Ом.

По ГОСТу шунты изготовляются на падение напряжения 45, 75, 100, 150 мВ. В данном случае, RA· IAH = 0,075 В = 75 мВ.

Цена деления шкалы амперметра до присоединения шунта:

 [А/дел],

после присоединения шунта:

 [А/дел].

Шкала амперметра часто градуируется с учетом включенного шунта, тогда величина измеряемого тока I отсчитывается непосредственно по шкале прибора.

Применение шунтов с электромагнитными, электродинамическими, ферродинамическими приборами нерационально, так как собственное потребление мощности сравнительно большое. В этом случае шунты получаются громоздкими и дорогостоящими. При включении шунтов на переменном токе возникает дополнительная погрешность, обусловленная зависимостью их сопротивления от частоты.

Расширение пределов измерения приборов может также осуществляться путем использования трансформатора тока ТА (рис. 4) и трансформатора напряжения ТV, которые преобразуют большие токи и напряжения соответственно в токи и напряжения стандартной величины (5 А и 100 В).

Пример 2.

Измерить переменный ток I = 90 А амперметром с пределом измерения
IАН = 5 А. Шкала амперметра имеет NН = 100 делений.

Решение: чтобы амперметром А, имеющим предел измерения 5 А, измерить переменный ток I = 90 А, необходимо подключить его к обмотке трансформатора тока ТA с коэффициентом трансформации К = 100/5 = 20. (Рис. 5)

Цена деления амперметра А после подключения ТА:

[А/дел],
где – цена деления шкалы амперметра до его включения к ТА.

 При токе I = 90 А стрелка амперметра отклонится на дел.

 

                           

                                  I = 90 А

          U                                                                                                                   R

                                                                      Т A

                                             

                                                                                         

                                                     IАН = 5 А

                                                                         А


Рис. 4. Схема измерения тока I с помощью амперметра А
через трансформатор тока ТA.

 

Задания для самостоятельного выполнения:

Вариант 1

Задача 1 Электромагнитный амперметр имеет внутреннее сопротивление Rа=10 Ом, а диапазон измерений до 1 А. Рассчитайте сопротивление Rш шунта так, чтобы амперметр мог измерять ток до 20 А.

Задача 2 Амперметр имеет внутреннее сопротивление Rа=9,9 Ом, а сопротивление его шунта 0,1 Ом. В каком отношении разделится измеряемый ток 300 А в приборе и шунте?

 

Вариант 2

Задача 1 Магнитоэлектрический миллиамперметр имеет диапазон измерений без шунта 10 мА и внутреннее сопротивление 100 Ом. Какое сопротивление должен иметь шунт, если прибор должен измерять ток до 1 А

Задача 2 Амперметр, внутреннее сопротивление которого 1,98 Ом, дает полное отклонение стрелки при токе 2 А. Необходимо измерить ток до 200 А. Какое сопротивление должен иметь шунт, подключаемый параллельно зажимам прибора?

Контрольные вопросы:

1. Каким образом включается в цепь амперметр и вольтметр и почему?

2. Чему равны показания амперметра, включенного в цепь при разомкнутой и замкнутой цепи?

3. Какое соотношение должно быть выполнено между RВН и RПР, чтобы на последнем выделялась максимальная мощность?

4. Какие требования предъявляются к электроизмерительным приборам?

5. Чем отличаются приборы магнитоэлектрической системы от электромагнитной системы?

6. Почему прибор магнитоэлектрической системы измеряет только постоянные токи или напряжение, а прибор электромагнитной системы как постоянные, так и переменные величины?

7. Каким образом можно расширить пределы измерения амперметра или вольтметра?

8. Как определяют цену деления приборов?

9. Как определить цену деления приборов, включенных через измерительные трансформаторы?

10. Какую шкалу имеют магнитоэлектрические, электромагнитные и электродинамические приборы?

11. Что такое класс точности прибора?

12. Как связан класс точности прибора с абсолютной погрешностью?

13. Как определить абсолютную и относительную погрешности прибора?

14. В какой части шкалы прибора наиболее целесообразно проводить измерения и почему?

15. Где указывается класс точности прибора?

16. Каковы условные обозначения различных электроизмерительных систем и где они указываются на приборе?

Вариант 1

Внимание! Изучите критерии оценки ответов и требования к их записи.

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой…

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций…

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции. ..

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства…



Шунт для амперметра в Кемерово: 110-товаров: бесплатная доставка, скидка-23% [перейти]

Партнерская программаПомощь

Кемерово

Каталог

Каталог Товаров

Одежда и обувь

Одежда и обувь

Стройматериалы

Стройматериалы

Текстиль и кожа

Текстиль и кожа

Здоровье и красота

Здоровье и красота

Детские товары

Детские товары

Электротехника

Электротехника

Продукты и напитки

Продукты и напитки

Дом и сад

Дом и сад

Мебель и интерьер

Мебель и интерьер

Сельское хозяйство

Сельское хозяйство

Промышленность

Промышленность

Все категории

ВходИзбранное

ЭлектротехникаТрансформаторы и преобразователиИзмерительные трансформаторыШунтыШунт для амперметра

1 208

1570

Модуль амперметра в корпусе + шунт 100А Тип: Радиоконструкторы и модули, Размер: Длина 12. 000

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

459

459

Аналоговый амперметр 85C1, 20A (Постоянный ток, с шунтом) Тип: Амперметр/вольтметр, Размер: Длина

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-50A Синий внешний шунт

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-50A Зеленый внешний шунт

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-30A Красный внешний шунт

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-100A Зеленый внешний шунт

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0. 36 4х разрядный Амперметр DC 0-100A Синий внешний шунт

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-30A Желтый внешний шунт

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-100A Красный внешний шунт

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-30A Зеленый внешний шунт

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-20A Зеленый с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Аналоговый амперметр 85C1, 0. 5A, 500mA ( постоянный ток, без шунта ) Тип: амперметр, Вид прибора:

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-20A Красный с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-20A Желтый с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-100A Желтый внешний шунт

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-50A Красный внешний шунт

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-30A Синий внешний шунт

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-50A Желтый внешний шунт

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

11 298

12553

Аналоговый амперметр постоянного тока Blue Sea 8253 100-0-100 A с шунтом Тип: амперметр, Цвет:

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0. 36 4х разрядный Амперметр DC 0-999mA Зеленый с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

2 680

4123

Цифровой вольтметр, амперметр, 16 А, ЖК-дисплей, детектор силы тока, энергии, амперметр, шунт, алюминиевый сплав, универсальный, 2 розетки переменного

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-999mA Желтый с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-50A Синий с внешним шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-10A Зеленый с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-100A Красный с внешним шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Аналоговый амперметр 85C1, 20A (Постоянный ток, с шунтом) Тип: амперметр, Вид прибора: аналоговый

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-10A Синий с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-5A Синий с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-5A Синий с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-20A Желтый с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-10A Красный с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0. 36 Цифровой Амперметр DC 0-100A Зеленый с внешним шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-30A Желтый с внешним шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-5A Зеленый с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-999mA Красный с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-20A Синий с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-5A Зеленый с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-30A Красный с внешним шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0. 36 Цифровой Амперметр DC 0-5A Желтый с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-50A Зеленый с внешним шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-10A Желтый с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-50A Красный с внешним шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-5A Красный с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-50A Желтый с внешним шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-30A Зеленый с внешним шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0. 36 Цифровой Амперметр DC 0-20A Красный с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-999mA Синий с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-10A Желтый с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-30A Синий с внешним шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-10A Синий с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-5A Красный с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-5A Желтый с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0. 36 4х разрядный Амперметр DC 0-10A Красный с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-20A Зеленый с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 4х разрядный Амперметр DC 0-20A Синий с шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

0.36 Цифровой Амперметр DC 0-100A Синий с внешним шунтом

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

2 страница из 3

Амперметр постоянного тока | Многодиапазонные амперметры | Aryton Shunt- EEEGUIDE.COM

Амперметр постоянного тока – Гальванометр PMMC представляет собой основной механизм амперметра постоянного тока. Поскольку обмотка основного механизма небольшая и легкая, она может пропускать только очень малые токи. При измерении больших токов необходимо шунтировать большую часть тока через сопротивление, называемое шунтом, как показано на рис. 3.1. Сопротивление шунта можно рассчитать с помощью обычного анализа цепи.

См. рис. 3.1

  • R м = внутреннее сопротивление движению.
  • I ш = шунтирующий ток
  • I м = ток отклонения полной шкалы движения
  • I = ток полной шкалы амперметра + шунт (т.е. общий ток)

Поскольку сопротивление шунта параллельно перемещению счетчика, падение напряжения на шунте и перемещении должно быть одинаковым.

Поэтому

Но

отсюда

Для каждого требуемого значения полной шкалы тока счетчика мы можем определить значение сопротивления шунта.

Многодиапазонные амперметры:

Текущий диапазон амперметра постоянного тока может быть дополнительно расширен за счет ряда шунтов, выбираемых переключателем диапазонов. Такой измеритель называется многодиапазонным амперметром, показанным на рис. 3.2.

Схема имеет четыре шунта R 1 , R 2 , R 3 и R 4, , которые можно разместить параллельно механизму, чтобы получить четыре различных диапазона силы тока. Переключатель S является многопозиционным переключателем (имеющим низкое контактное сопротивление и высокую пропускную способность по току, так как его контакты включены последовательно с шунтами низкого сопротивления). Переключатель типа Make before break используется для изменения диапазона. Этот переключатель защищает механизм счетчика от повреждения без шунта при изменении диапазона.

Если мы используем обычный переключатель для изменения диапазона, у счетчика не будет параллельного шунта во время изменения диапазона, и, следовательно, полный ток проходит через механизм счетчика, повреждая механизм. Следовательно, используется переключатель типа «замкнуть перед размыканием». Переключатель сконструирован таким образом, что при изменении положения переключателя он контактирует со следующей клеммой (диапазоном) до разрыва контакта с предыдущей клеммой. Поэтому движение счетчика никогда не остается незащищенным. Многодиапазонные амперметры используются для диапазонов до 50А. При использовании многодиапазонного амперметра сначала используйте самый высокий диапазон силы тока, затем уменьшайте диапазон до тех пор, пока не получите хорошее показание вверх по шкале. Сопротивление, используемое для различных диапазонов, имеет очень высокие значения точности, поэтому стоимость измерителя увеличивается.

Шунт Aryton или универсальный шунт:

Шунт Aryton исключает возможность наличия счетчика в цепи без шунта. Это преимущество достигается ценой немного более высокого общего сопротивления. На рис. 3.3 показана схема шунтирующего амперметра Аритона. В этой схеме, когда переключатель находится в положении «1», сопротивление R a включено параллельно с последовательной комбинацией R b, R c, и движением счетчика. Следовательно, ток через шунт больше, чем ток через механизм счетчика, тем самым защищая механизм счетчика и снижая его чувствительность. Если переключатель подключен в положение «2», сопротивление R a и R b вместе с последовательной комбинацией R c и движением счетчика. Теперь ток через счетчик больше, чем ток через шунтирующее сопротивление.

Если переключатель подключен к положению «3», R a, R b и R c соединены параллельно счетчику. Следовательно, максимальный ток протекает через механизм счетчика и очень небольшой через шунт. Это увеличивает чувствительность.

Требования к шунту:

Тип материала, который следует использовать для соединения шунтов, должен обладать двумя основными свойствами.

1. Минимальное падение напряжения на термодиэлектрике

Пайка соединения не должна вызывать падения напряжения.

2. Паяемость

Сопротивления разных размеров и номиналов необходимо паять с минимальным изменением номинала.

При использовании амперметра для измерения необходимо соблюдать следующие меры предосторожности.

1. Никогда не подключайте амперметр к источнику ЭДС. Из-за своего низкого сопротивления он будет потреблять большой ток и разрушить механизм. Всегда подключайте амперметр последовательно с нагрузкой, способной ограничивать ток.

2. Соблюдайте правильную полярность. Обратная полярность приводит к тому, что счетчик отклоняется от механического стопора, что может повредить стрелку.

3. При использовании многодиапазонного измерителя сначала используйте самый высокий диапазон тока, затем уменьшайте диапазон тока, пока не будет получено существенное отклонение. Для повышения точности используйте диапазон, который будет давать показание как можно ближе к полной шкале.

Расширение диапазонов амперметра:

Диапазон амперметра может быть расширен для измерения больших значений тока с помощью внешних шунтов, подключенных к основному механизму счетчика (обычно самый низкий диапазон тока), как показано на рис. 3.5.

Обратите внимание, что диапазон основного движения счетчика не может быть уменьшен.

(Например, если для измерения 1 мкА используется механизм на 100 мкА со 100 делениями шкалы, измеритель отклонится только на одно деление. Следовательно, диапазоны ниже основного диапазона практически невозможны.)

Renewable Energy обновляет шунтирующий резистор амперметра

Загрузите эту статью в формате PDF.

Мир обратился к возобновляемым источникам энергии в попытке отучить себя от истощения углеродных источников. Увеличение количества солнечных, ветровых, волновых и приливных источников энергии вызвало необходимость в высокоточном методе измерения тока. Решение требуется по нескольким причинам: для обеспечения точного выставления счетов, более детального контроля и, что, возможно, наиболее важно, для обеспечения эффективности системы распределенного питания.

Существует несколько способов измерения тока. Тем не менее, наиболее подходящими для возобновляемых источников энергии, по-видимому, являются обычные амперметры, использующие шунтирующие резисторы для работы с большими токами.

Потребности в возобновляемой энергии

Возобновляемая энергия — явление не новое. Гидроэлектростанции были популярны в некоторых районах на протяжении многих десятилетий. Но для стран, пытающихся отказаться от экономики, основанной на углероде, широкомасштабное использование солнечной и ветровой энергии было основным направлением нового поколения возобновляемых источников энергии.

Энергия из этих возобновляемых источников отличается от обычных источников, таких как уголь, газ и атомные электростанции. Это связано с тем, что возобновляемые источники энергии либо генерируют энергию постоянного тока напрямую, либо энергия, которую они генерируют, требует некоторого преобразования между переменным и постоянным током и обратно. Генерация на основе углерода по своей сути производит энергию переменного тока, которую можно легко подавать в сеть с помощью трансформаторов подстанции.

Возобновляемая энергия проходит более сложный путь к электросети. Фотоэлектрические панели генерируют чистую энергию постоянного тока, которая должна использовать инвертор для преобразования в переменный ток для подачи в сеть. Некоторые ветряные турбины также генерируют постоянный ток, особенно небольшие установки вблизи домов, ферм и промышленных объектов.

В более крупных ветряных электростанциях турбины могут производить энергию переменного тока. Однако для подключения питания к сети требуется, чтобы напряжение и частота были совместимы с сетью. Однако во многих случаях это не так. Напряжение и частота выходной мощности соотносятся со скоростью вращения ветряной турбины, которая зависит от скорости ветра.

Одним из решений является использование редуктора для синхронизации скорости турбины с частотой сети. Недостатком является то, что это усложняет систему, а также увеличивает стоимость и вес всей конструкции. В большинстве случаев предпочтительнее преобразовать выходную мощность турбины в постоянный ток, а затем использовать инвертор, чтобы преобразовать его обратно в переменный ток с правильной частотой и напряжением для сети.

Поскольку почти каждый возобновляемый источник энергии использует как переменный, так и постоянный ток в той или иной точке системы распределения электроэнергии, необходимо точно измерять оба типа мощности. Для измерения переменного тока популярны трансформаторы тока, поскольку они обеспечивают дополнительное преимущество гальванической развязки с измеряемой цепью. Но трансформаторы нельзя использовать для питания постоянного тока.

Существуют некоторые измерительные приборы, основанные на преобразователях тока на эффекте Холла, которые могут измерять как переменный, так и постоянный ток, а также обеспечивают гальваническую развязку. Основная проблема с этим типом измерения заключается в точности: обычно невозможно получить требуемую точность 0,1% (или лучше) с помощью преобразователей тока на эффекте Холла.

Третий вариант — использовать амперметры с прецизионными шунтирующими резисторами. Этот тип измерения не обеспечивает гальваническую развязку, поэтому его необходимо включить в другое место.

Как работают шунтирующие резисторы амперметра

Работа шунтирующего резистора амперметра хорошо изучена (рис. 1) . В прошлом широко использовавшийся для измерения тока, основные принципы, лежащие в основе этого метода, изучаются почти в каждом курсе электротехники. Резисторы используются для «шунтирования» большей части тока вокруг измерительного прибора. Этот метод позволяет измерять большие токи, чем это возможно при использовании обычных амперметров. Резистор с малым сопротивлением включен последовательно с нагрузкой, создавая небольшое падение напряжения на резисторе, которое можно измерить с помощью вольтметра. Затем ток рассчитывается по закону Ома.

1. На схеме показана конфигурация традиционной шунтирующей цепи амперметра.

Это основной принцип работы счетчика. Конечно, современные амперметрические шунты немного сложнее. Величина шунтирующего резистора работает с вольтметром, чтобы обеспечить максимальное отклонение при максимальном номинальном токе шунта. При таком токе конструкция обычно имеет падение напряжения 50, 75 или 100 мВ. В типичном примере резистор, измеряющий ток до 100 А при падении напряжения 100 мВ, будет иметь сопротивление 1 мОм. Для более высоких токов потребуется резистор меньшего номинала с меньшим падением напряжения.

При таком низком сопротивлении оно должно быть точно определено заранее, а любые другие элементы в системах, которые могут вызывать ошибки, должны быть устранены. Один из способов уменьшить вероятность ошибочных измерений — использовать резистор с четырьмя клеммами, чтобы соединения нагрузки были отделены от измерительных клемм.

Многие материалы, используемые для изготовления резисторов, чувствительны к колебаниям температуры. При попытке измерения с точностью 0,1 % материал резистора должен иметь низкий температурный коэффициент сопротивления (ТКС). Например, манганиновый сплав можно использовать для изготовления шунтирующих амперметрических резисторов, поскольку его ТКС стабилен в диапазоне температур от −40 до +60°C.

2. Прочная четырехполюсная конструкция типичных сильноточных шунтирующих резисторов обеспечивает точность измерений и эффективное рассеивание мощности.

Шунтирующие амперметрические резисторы часто требуются для рассеивания большой мощности, поскольку они предназначены для передачи полного тока цепи. Конструкция шунтирующего амперметра должна учитывать рассеяние, используя методы проводимости и конвекции для рассеяния тепла. Если устройство используется в постоянном токе, может потребоваться снижение его номинальных характеристик, чтобы соответствовать стандартам IEEE для инструментальных шунтов постоянного тока (рис. 2) .

Какой лучший выбор?

При выборе шунтирующего резистора для данного приложения необходимо учитывать ряд факторов, независимо от того, был ли он куплен в готовом виде или изготовлен по индивидуальному заказу. Как упоминалось ранее, сопротивление должно быть стабильным во всем диапазоне температур, в котором будет работать система. Максимальная рабочая температура резистора обычно составляет 80°C, при нормальной работе от 40 до 60°C.

Максимальная рабочая температура поддерживается ниже 80 °C, поскольку температуры выше этой точки вызывают дрейф сопротивления и снижают точность измерения. Если температура резистивного элемента поднимется выше 140°C, он запустит процесс отжига, навсегда изменив сопротивление. Чтобы свести к минимуму вероятность этого, правильное расположение и ориентация шунта жизненно важны. Если элемент установить вертикально, это даст доступ к максимальному количеству свободного воздуха для конвекции. Даже этого может быть недостаточно, и контур может нуждаться в принудительном воздушном или водяном охлаждении (рис. 3) .

3. Манганиновый сплав обеспечивает низкий температурный коэффициент сопротивления.

Если во время измерения тока высокое напряжение, естественно, что напряжение будет присутствовать как в проводах, так и в приборе, поэтому необходимо соблюдать осторожность. Если возможно, шунт следует поместить в заземляющую ветвь. Если напряжение выше 750 В, необходимо разместить его в этом месте.

Обычно шунты работают при токе около 66% от их номинального максимального тока. Исключение составляют случаи, когда шунты предназначены для измерения прерывистых или импульсных токов. В этих случаях можно допустить более высокий ток, не беспокоясь о том, что резисторный элемент превысит максимальную номинальную температуру. Следовательно, рабочий цикл становится важным при выборе шунтирующего резистора. Необходимость и тип охлаждения можно рассчитать исходя из комбинации температуры окружающей среды, рабочего цикла и максимально допустимой температуры.

Конечно, как и любой другой тип измерительного оборудования, шунтирующий амперметр требует регулярной повторной калибровки и повторной сертификации, чтобы гарантировать, что измерение соответствует требованиям приложения к воспроизводимости и точности. Многие компании ежегодно выполняют эту задачу.

Чтобы проиллюстрировать широкий выбор доступных шунтирующих резисторов, Riedon предлагает шунты для амперметров постоянного тока номиналом от 5 до 1200 А с выходами 50 и 100 мВ. Серия RS компании поддерживает допуск ±0,25% в качестве стандарта с TCR ±15 ppm/°C. Для более требовательных приложений Riedon может предоставить допуски по напряжению до ±0,1% или другие устройства, которые могут обеспечивать различные выходные напряжения.

Резюме

Резисторы амперметра уже давно являются популярным инструментом для измерения силы тока. Другие технологии измерения заменили амперметрические резисторы в некоторых приложениях, но возобновляемые источники энергии снова привлекли внимание к этой технологии. При покупке или выборе амперметрического резистора для традиционных или новых функций следует позаботиться о том, чтобы шунтирующие резисторы точно соответствовали потребностям приложения. Этот процесс можно упростить, работая с признанным, опытным производителем, который поможет вам преодолеть любые подводные камни.

Как сделать шунтирующий резистор

Шунтирующий резистор представляет собой резистор с очень низким номиналом и высокой мощностью, который подключается параллельно измерителю с малым диапазоном, так что он помогает измерителю существенно увеличить его измерительную способность.

Довольно часто бывает сложно измерить большие токи современным мультиметром. Если вы когда-нибудь думали о покупке промышленного шунта для решения этой проблемы, вы знаете, насколько это может быть дорого. Хотя промышленные шунты довольно точны, они обычно стоят дороже, чем цепь, которую они могут контролировать!

Однако есть более простой и менее дорогой вариант, который одинаково хорошо работает в большинстве случаев: вы можете сконструировать самодельные шунты, используя провод за несколько копеек и немного технических знаний. Это просто занимает несколько минут и может быть очень весело!

Содержание

Что такое шунт?

Шунт — это просто резистор с очень малым сопротивлением (часто менее Ом), который используется для измерения силы тока. Как видно на рис.1, шунтирующий резистор R ШХ подключается параллельно счетчику для снижения его чувствительности на заданное значение.

Шунт делает это путем обхода или «шунтирования» большей части тока, протекающего мимо счетчика. В результате шунтирующий резистор позволяет преобразовать любой дешевый обычный измеритель, такой как 0-1 миллиамперметр, возможно, в надежный измеритель от 0 до 20 ампер.

Выбор шунтового счетчика

Прежде чем пытаться сделать собственный шунт, необходимо сначала приобрести соответствующий шунтовой счетчик. При выборе счетчика ищите тот, который находится в хорошем рабочем состоянии и имеет правильно откалиброванную шкалу на передней панели.

Например, если вам требуется, чтобы измеритель измерял полную шкалу 10 ампер, выберите измеритель со шкалой от 0 до 1.

Выберите измеритель со шкалой от 0 до 3, если вы хотите измерить полную шкалу 30 ампер.

Измерительное сопротивление шунта

Чтобы сконструировать шунт, вам нужно знать внутреннее сопротивление вашего измерителя.

В результате выберите устройство, на котором указано его внутреннее сопротивление. Чаще всего это будут маленькие символы на передней панели счетчика или вокруг терминалов на задней стороне.

Предположим, у вас уже есть мультиметр, но вы не знаете, каково его внутреннее сопротивление. Есть быстрый способ это узнать. Возьмите цифровой мультиметр (DMM) и установите его максимальное сопротивление. Подсоедините красный (положительный) провод цифрового мультиметра к положительной клемме аналогового измерителя, а черный (общий) провод к отрицательной клемме аналогового измерителя.

Подавая небольшой ток через тестируемое оборудование, цифровые мультиметры могут определять внутреннее сопротивление катушек.

Не следует проводить измерения этого типа с помощью аналогового мультиметра. Эти аналоговые мультиметры измеряют сопротивление гораздо большим током, что может повредить некоторые из них.

Теперь продолжайте тестирование в нижних диапазонах сопротивления цифрового мультиметра (помните, что вы начали с максимального значения), пока не увидите, что стрелка аналогового измерителя достигает полного значения.

Запишите значение на цифровом мультиметре и запишите маркером на задней стороне мультиметра. Будьте осторожны и выполняйте эту процедуру осторожно. Измеритель мА легко сломать, если двигаться слишком быстро и непреднамеренно зажать его.

Как сделать шунтирующий резистор

Для создания шунта используется небольшой кусок медной проволоки. Поскольку любой провод покажет некоторое сопротивление, мы можем использовать эту функцию для создания шунтирующего резистора.

Чтобы построить шунт, вы должны сначала рассчитать величину тока, который может пройти через него. Если ваш измеритель способен измерять, например, полную шкалу 20 ампер, шунтирующий провод должен быть в состоянии безопасно проводить ток такой величины .

Предположим, вы хотите построить 20-амперный шунт из избыточного аналогового миллиамперметра 0-1 с градуированной лицевой панелью 0-1.

Выберите провод наиболее подходящего сечения из любой таблицы медных проводов в Интернете. Важно помнить, что чем меньше сечение провода, тем больше его диаметр и тем больший ток он может безопасно выдержать.

250 круговых мил на ампер более чем достаточно для большинства любительских применений. Разделите круговые милы для выбранного провода (доступно в таблице медных проводов) на максимальный ток, который вы решите использовать через провод, чтобы определить значение круговых мил на ампер для шунтирующего провода:

Круговые милы на ампер = (круговые милы для провода) / (ток в проводе)

Провод 12 калибра имеет площадь поперечного сечения 6530 круговых милов, согласно таблице медных проводов. Мы получаем 326 круговых мил/ампер, разделив это на 20 ампер, чего должно быть достаточно. Проволока 12-го калибра широко доступна и может быть найдена в большинстве хозяйственных магазинов. Затем вы можете использовать следующую формулу, чтобы получить сопротивление шунта:

R SH =R M /(n -1)

Где R SH показывает сопротивление шунта, R M представляет сопротивление аналогового счетчика, а n обозначает коэффициент умножения шунта.

В нашей установке, поскольку используется 0–1 миллиамперметр, а 1 миллиампер = 0,001 ампер, n = 20 ампер/0,001 ампер или 20 000.

Теперь предположим, что внутреннее сопротивление вашего аналогового измерителя было определено равным 81 Ом. Вставка этого значения сопротивления и n = 20 000 в приведенное выше уравнение дает:

R SH = 81 Ом/(20 000-1) = 0,00405 Ом

Это сопротивление выглядит довольно маленьким, не так ли? Шунт с таким сопротивлением подходит для прохождения через него примерно 20 ампер. А для полного отклонения это позволит 0,001 ампер (1 мА) течь через счетчик.

Теперь необходимо рассчитать длину нашего шунта. Помните, что провод 12-го калибра обеспечивает сопротивление 1,619 Ом/1000 футов, как указано в таблице медных проводов. В результате длина шунтирующего провода (L S ) можно рассчитать следующим образом:

L S = R SH /( x Ом/1000 футов) = 0,00405/(1,619 Ом/1000 футов) = 2,5 фута

3 С Используемый измеритель -1 мА, имеющий внутреннее сопротивление 81 Ом для измерения полной шкалы 20 ампер, шунтирующий провод калибра 12 должен иметь длину 2 фута 6 дюймов.

Теперь контактное сопротивление измерителя может создавать проблемы с шунтирующим проводом такой длины. Учитывая само сопротивление шунта 0,00405 Ом, даже твердое паяное соединение может иметь большое сопротивление.

Необходима пара измерительных проводов, чтобы убедиться, что контактное сопротивление цепи не включено в сопротивление шунта. На шунтирующем проводе эти чувствительные провода располагаются L S друг от друга, как показано на рис. 2.

Чувствительные провода могут быть изготовлены из любого типа провода; что не принципиально. Это небольшое усилие может значительно улучшить точность вашего шунта.

Теперь мы готовы сделать шунт.

Отрежьте трехфутовый кусок сплошной медной проволоки 12-го калибра. Перочинным ножом снимите изоляцию с провода, стараясь не сломать ее. Затем сделайте 2-дюймовое измерение через один конец и припаяйте к нему один чувствительный провод.

Отмерьте 2 фута 6 дюймов от этого сенсорного провода и припаяйте другой сенсорный провод на место. Как показано на рис. 2, подключите шунт к нужному амперметру, и вы готовы считывать ток! Если вы хотите сделать шунт немного меньше, намотайте его на ручку изолированной отвертки или аналогичный предмет, например, деревянную занозу.

Как откалибровать шунт

Этот метод позволяет производить высокоточные шунты. Но более высокую точность можно получить, откалибровав шунт по эталонному образцу, такому как калиброванный измеритель.

Для этого соберите схему, показанную на рис. 3. Убедитесь, что сопротивление нагрузки RL способно надежно выдерживать мощность.

Автор обнаружил, что лампы задних фонарей автомобилей можно использовать в качестве отличной нагрузки для цепи. Подсоедините один чувствительный провод в положение, указанное выше, для калибровки шунта.

Включите питание цепи и перемещайте правый чувствительный провод вверх и вниз по шунтирующему проводу до тех пор, пока измеритель, подключенный к шунтирующему проводу, не покажет точно такой же ток, что и откалиброванный измеритель слева.

Отключите питание цепи и подключите второй сенсорный провод точно в этом месте.

Ссылка: https://www.learningelectronics.net/VA3AVR/gadgets/shunts/shunts.html

Манганиновый шунтирующий резистор для вольтметра Амперметр измерения тока

Что такое шунт?

Шунт представляет собой резистивное устройство, используемое для отвода большей части тока в электрической цепи. Самые ранние шунты представляли собой измерительные шунты, используемые в качестве внешних аксессуаров для амперметров, что позволяло использовать один счетчик для различных уровней тока в зависимости от того, какой шунт был выбран. Часто это были массивные устройства с 4 клеммами, где меньшие потенциальные клеммы подключались к измерителю, а большие токовые клеммы подключались к тестируемой цепи. Современные амперметры, скорее всего, предназначены для определенного диапазона тока — один метр, один внутренний шунт. Эти внутренние шунты представляют собой резисторы с токовыми подключениями к внешним клеммам амперметра и подключениями напряжения внутри механизма счетчика. Шунтирующий резистор представляет собой прецизионное сопротивление Cu-Mn.

Шунт предназначен для точного измерения тока в приборах, промышленных и автомобильных устройствах, обычно включая счетчики электроэнергии, амперметры, силовые инверторы и мониторинг тока аккумуляторов.

Подробная информация о продукте:

Шунт, состоящий в основном из марганцовистой бронзы и медной сварки, имеет два набора пандусов на каждом конце разъема: клемма снаружи с группой потенциала, для силовых соединений, внутри группы и измерительные приборы для подключения клеммы потенциала.

Шунт с фиксированным постоянным значением Описание:

Применение: шунт с фиксированным постоянным значением подходит для измерения постоянного тока ниже 10 кА непосредственно в аналоговых индикаторных приборах, используемых в сочетании с шунтом для расширения за пределы диапазона измерения постоянного тока, или может рассматриваться как ток в цепи, в свою очередь измеряемый стандартными резисторами, выборку, используемую при измерении напряжения, можно рассматривать как текущие аналоговые сигналы.

Примечания:

Кабель шунтирующей цепи (или медь) и шунтовое соединение не допускают никакого человеческого контактного сопротивления, точек отбора вторичного напряжения из точки отбора проб. Во-вторых, фактическое использование тока (длительное время) рекомендует не более номинального тока 80%.

Заявка:

Совместное использование с панельными счетчиками постоянного тока по номинальному напряжению без регулировки.

Технические характеристики:

Падение номинального напряжения: 50 мВ ~ 100 мВ постоянного тока

Точность: класс 0,5

Материал шунтирующего резистора: манганин

Основной технический параметр:

1) Диапазон номинального падения напряжения: 1–50 А, 10–800 мВ; 51–2500 А, 10–300 мВ; 2501-12000А 10мВ~100мВ

2)окружающие условия-25~+40℃; Относительная влажность≤80% (35 ℃)

3) Повышение температуры: Включите номинальный ток в течение 2 часов, после повышения температуры устойчиво проверьте его: Когда номинальный ток менее 100 А, повышение температуры не должно превышать 80 К; При номинальном токе более 100А повышение температуры должно быть не более 120К.

4) Перегрузка: 120% от номинального тока в течение 2 часов.

5)Влияние термоэлектрического потенциала: не более 50% от уровня индекса.

Шунтирующий резистор — это тип датчика тока, который обычно используется для измерения электрического тока. Также известный как шунт амперметра или токовый шунт, он измеряет ток, отслеживая изменение напряжения на резисторе, который последовательно подключен к главной цепи.

Токовые шунты обычно изготавливаются из манганиновых резисторов. Манганиновый шунт особенно подходит для точного измерения тока благодаря его высокостабильным свойствам и чрезвычайно низкому температурному коэффициенту сопротивления .

Электрические шунтирующие резисторы HC в первую очередь разработаны и изготовлены для счетчиков электроэнергии для измерения тока с требуемым уровнем точности. Как компетентный поставщик фиксирующих реле для ряда крупных производителей интеллектуальных счетчиков, нас часто просят предоставить нашим клиентам шунты для амперметров.

По требованию заказчика мы можем приварить токовый шунт непосредственно к клеммному выводу реле. В качестве альтернативы мы можем приварить многожильные медные провода к шунту в соответствии с техническими требованиями заказчика.

HC Electric предлагает широкий выбор экономичных токовых шунтов для своих международных клиентов. Сопротивление этих манганиновых шунтов варьируется от 100 мкОм до 2000 мкОм. Мы можем работать с клиентами, чтобы удовлетворить любые особые требования, если сопротивление должно выходить за рамки этого объема.

Другие технические характеристики наших манганиновых шунтов включают:

Температура окружающей среды: -20℃ ~ +70℃

Относительная влажность: до 95% при 40℃

Атмосферное давление: 86 кПа — 106 кПа

Номинальные токи: 6А, 10А, 30А, 40А, 60А, 80А и 100А

Сопротивление изоляции: нормальное состояние ≥100(МОм), испытание после окончания срока службы при высокой влажности ≥1(МОм)

 Диэлектрическая прочность: 500 В переменного тока (50/60 Гц, 1 мин)

 Повышение температуры: не более 60 ℃ при номинальной нагрузке (примечание: только для справки, так как оно варьируется в разных условиях эксплуатации)

Свойства ленты для электронно-лучевой сварки: удельное сопротивление 0,42 — 0,43 Ом мм2/м; толщина 0,5 мм — 2,0 мм

Коэффициент точности: не более 0,2%/100А

Температурный коэффициент сопротивления: (0 ~ +40)*10-6/℃

Самые популярные шунтирующие резисторы от HC Electric для счетчиков электроэнергии:

НС30:

Номинальный ток счетчика: 30А

 Варианты сопротивления шунта: 350 мкОм / 400 мкОм / 500 мкОм / 600 мкОм

Расстояние между монтажными отверстиями: 21 мм

Диаметр монтажного отверстия: 5,2 мм

Максимальные размеры (Д x Ш мм): 35 x 22

НС40:

Номинальный ток счетчика: 40А

 Варианты сопротивления шунта: 250 мкОм / 300 мкОм / 350 мкОм

Расстояние между монтажными отверстиями: 21 мм / 45 мм.

Диаметр монтажного отверстия: 4,5 мм / 5,2 мм

Максимальные размеры (Д x Ш мм): 35 x 22 / 63 x 30

HC60:

Номинальный ток счетчика: 60А

 Варианты сопротивления шунта: 200 мкОм / 250 мкОм / 300 мкОм / 350 мкОм

Расстояние между монтажными отверстиями: 21 мм / 45 мм.

Диаметр монтажного отверстия: 4,5 мм / 5,2 мм

Максимальные размеры (Д x Ш мм): 35 x 22 / 63 x 30

HC80:

Номинальный ток счетчика: 80А

 Варианты сопротивления шунта: 120 мкОм / 150 мкОм / 180 мкОм / 200 мкОм

Расстояние между монтажными отверстиями: 21 мм

Диаметр монтажного отверстия: 5,2 мм / 6,2 мм

Максимальные размеры (Д x Ш мм): 35 x 33

ХК100:

Номинальный ток счетчика: 100А

 Варианты сопротивления шунта: 120 мкОм / 150 мкОм

Расстояние между монтажными отверстиями: 21 мм

Диаметр монтажного отверстия: 6,2 мм

Максимальные размеры (Д x Ш мм): 35 x 33

ПРЕДЫДУЩАЯ:Класс MCCB CB уровня двойной автоматический переключатель мощности 380В 100А 160А 250А 400А 630А 4P СЛЕДУЮЩИЙ:Солнечный автоматический выключатель с автоматическим повторным включением Миниатюрный автоматический выключатель с защитой от перенапряжения и пониженного напряжения для солнечной системы

Почему шунт подключен параллельно амперметру?

Вопрос задан: Мисс Марджори Мюллер III

Оценка: 4,7/5 (19 голосов)

Шунт подключается параллельно амперметру из-за чего напряжение на счетчике падает, а шунт остается прежним . Таким образом, шунт не влияет на движение указателя.

Почему шунт подключен параллельно гальванометру?

Шунтовое сопротивление подключается параллельно гальванометру , чтобы поддерживать низкое сопротивление . Такой гальванометр низкого сопротивления используется последовательно с цепью для измерения силы тока в цепи.

Почему мы используем шунт с амперметром?

Амперметрический шунт создает соединение с очень низким сопротивлением между двумя точками электрической цепи . … Обычно этот шунт создает падение напряжения, что позволяет использовать амперметр для измерения силы тока в цепи.

Почему в амперметре и вольтметре используется шунт?

Использование шунта в амперметре:

Из-за шунта эффективное сопротивление амперметра будет очень низким . Шунт увеличивает диапазон измерения тока гальванометром и, следовательно, увеличивает диапазон амперметра. Шунт защищает катушку гальванометра от повреждения из-за избыточного тока.

Для чего нужен шунтирующий резистор?

Шунт представляет собой низкоомный резистор, который можно использовать для измерения тока . Шунты всегда используются, когда измеряемый ток превышает диапазон измерительного устройства. Затем шунт подключают параллельно измерительному устройству.

Измерительный шунт

Найдено 34 связанных вопроса

Что делает шунт 12 В?

Проще говоря, шунт преобразует «текущий ток» в сигнал напряжения . Напряжение, создаваемое шунтом, точно пропорционально величине тока, протекающего через него. … Гораздо проще использовать крошечные провода для передачи сигнала напряжения, пропорционального току; затем просто измерьте это напряжение.

Как работает шунт амперметра постоянного тока?

Амперметр постоянного тока и шунт работают аналогичным образом — небольшой ток, протекающий по основному проводу, отводится и измеряется измерительным прибором . Аналоговые счетчики имеют очень тонкие внутренние провода, которые изгибаются, позволяя стрелке двигаться. Поскольку провода в порядке, они пропускают очень небольшой ток.

Для чего используется шунт?

Шунт представляет собой электрическое устройство , которое создает путь с низким сопротивлением для электрического тока . Это позволяет току течь к альтернативной точке цепи. Шунты также могут называться амперметрическими шунтами или токовыми шунтирующими резисторами.

Как называется очень чувствительный амперметр?

Таким образом, амперметр постоянного тока чувствителен к полярности подключения; большинство из них помечены положительной клеммой, но некоторые имеют механизмы с нулевым центром и могут отображать токи в любом направлении.

Можно ли подключить шунт последовательно?

Сопротивление шунта должно быть , подключенный параллельно к гальванометру , чтобы поддерживать его сопротивление низким. Такой гальванометр низкого сопротивления (амперметр) используется последовательно с цепью для измерения силы тока в цепи.

Что такое шунт объясните его принцип?

шунт — это устройство, которое позволяет электрическому току проходить вокруг другой точки цепи, создавая путь с низким сопротивлением . Шунт (также известный как токовый шунтирующий резистор или амперметрический шунт) представляет собой высокоточный резистор, который можно использовать для измерения тока, протекающего по цепи.

Каковы свойства шунтирующего резистора амперметра?

Ниже приведены требования к шунту. Сопротивление шунта остается постоянным во времени . Температура материала остается неизменной, несмотря на то, что по цепи протекает значительный ток. Температурный коэффициент инструмента и шунта остается низким и одинаковым.

Можно ли использовать шунт для гальванометра?

Шунтовое сопротивление используется для преобразования гальванометра в амперметр , так как через него будет протекать большая часть тока, а через гальванометр будет протекать лишь небольшая часть тока, которой достаточно для отклонения.

Имеет ли амперметр бесконечное сопротивление?

Ток, измеренный амперметром, будет точным, если нет изменения тока в цепи при использовании амперметра в цепи. Это возможно, если сопротивление называют идеальным амперметром. Таким образом, идеальный амперметр имеет нулевое сопротивление .

Почему амперметр подключают последовательно?

Чтобы амперметр мог измерять ток устройства, он должен быть подключен к этому устройству последовательно. Это необходимо, потому что последовательно соединенных объекта испытывают один и тот же ток . … Весь ток в этой цепи протекает через счетчик.

Каковы два способа написания шунта?

Резистор с очень низким значением сопротивления, подключенный параллельно с другим резистором, вызывает шунтирование. Два варианта использования шунта: Диапазон показаний амперметра можно расширить, подключив к нему шунтирующее сопротивление. II Шунт используется в гальванометре для измерения больших токов .

Что такое шунт и его преимущества?

Транзисторный шунтирующий регулятор имеет хороший КПД при малых токах нагрузки . Это облегчило отклонить короткое замыкание. Регулировка напряжения хорошая. Он имеет постоянное выходное напряжение постоянного тока.

Является ли шунт в головном мозге постоянным?

Ваш врач вводит один конец трубки в мозг, а другой конец в грудную клетку или брюшную полость. Затем избыток жидкости вытекает из мозга и выходит через другой конец трубки, где ее легче всасывать. А 9Имплантат шунта 0503 обычно является постоянным и требует регулярного контроля.

Как по-другому называется многодиапазонный амперметр?

В этой теме вы изучаете многодиапазонные амперметры или универсальный шунт . Текущий диапазон амперметров может быть дополнительно расширен за счет использования ряда шунтов и выбора нужного с помощью переключателя диапазонов. Амперметр, использующий этот тип шунта (называемый универсальным шунтом), известен как многодиапазонный амперметр.

Что такое шунт, как он используется для расширения диапазона амперметра?

Можно расширить диапазон амперметра с помощью шунта. Шунт представляет собой низкоомное сопротивление с температурным коэффициентом не менее и подключается параллельно амперметру, диапазон которого необходимо расширить. Комбинация подключается последовательно с цепью, ток которой необходимо измерить.

Что произойдет, если перегрузить шунт?

Когда напряжение становится слишком высоким, устройство закорачивает . Это приводит к тому, что ток течет параллельно цепи. Это немедленно вызывает падение напряжения в цепи. Высокий ток через шунт должен привести к срабатыванию автоматического выключателя или предохранителя.

Насколько близко должен быть шунт к аккумулятору?

Постарайтесь установить шунт как можно ближе к батарее, в пределах 3 футов идеально подходит.

В чем разница между сопротивлением и сопротивлением шунта?

Определение: Резистор, имеющий очень низкое низкое значение сопротивления, такой тип резистора называется шунтирующим сопротивлением. Шунтирующий резистор в основном изготавливается из материала, имеющего низкотемпературный коэффициент сопротивления. … Шунт используется в гальванометре для измерения больших токов.

Похожие вопросы

  • 24Was означает шунт?
  • 19Как работает шунтирующий резистор?
  • 20Была ли у собаки шунтирование печени?
  • 33Где используется шунт?
  • 23Должен ли кто-то с шунтом получить вакцину от covid?
  • 18Какая катушка независимого расцепителя?
  • 33Какой из них является шунтирующим контроллером?
  • 26Где шунт vp?
  • 16Какая версия шунта?
  • 38 На шунтирующем двигателе постоянного тока?

Реклама

Популярные вопросы

  • 33Есть вождь в словаре?
  • 45Можно ли раздавить аминофиллин?
  • 30Что означает ог?
  • 34Дэлли — это статический или динамический персонаж?
  • 44Тайлер выиграл старшего брата?
  • 26Что случилось с Хантер Бриттен?
  • 36На Карловом мосту в Праге?
  • 16Замедляют ли беспроводные повторители скорость?
  • 16Что-нибудь двигалось быстрее света?
  • 37Хороши ли лонгборды Rayne?

Объяснение урока: Конструкция амперметра

В этом пояснении мы научимся описывать комбинацию гальванометр с шунтирующим резистором для создания амперметра постоянного тока.

Амперметр — это устройство, которое можно использовать для измерения силы тока в цепи. Как мы увидим, мы можем сделать такое устройство, используя гальванометр вместе с резистор.

Поскольку в конструкции амперметра используется гальванометр, начнем с напоминания себя, как ведет себя гальванометр.

Гальванометр представляет собой устройство, реагирующее на направление и величину электрический ток. На следующем рисунке показан гальванометр.

Как показано на рисунке, стрелка гальванометра может отклоняться в по обе стороны от нуля. Эта стрелка отклоняется всякий раз, когда через нее проходит ток. гальванометр.

Итак, если мы приложим к гальванометру разность потенциалов, что приведет к тока через него стрелка отклонится в сторону от нуля. Это показано на эскизе ниже.

Как показано на схеме, если мы поменяем полярность разности потенциалов так что ток течет в обратном направлении через гальванометр, т. стрелка отклонится в сторону, противоположную нулю.

Итак, мы видим, что гальванометр позволяет измерять количество ток через него. На самом деле оказывается, что отклонение гальванометра стрелка вдали от центрального нуля пропорциональна величине тока до точки, в которой стрелка достигает конца шкалы.

Этот предел, при котором стрелка полностью указывает на один конец шкалы, показано ниже.

В этой ситуации говорят, что стрелка имеет максимальное отклонение. ток, который заставляет иглу как раз достичь этого максимального отклонения, является максимальное значение тока, которое можно измерить с помощью этого гальванометра. Точный максимальный ток, который можно измерить с помощью гальванометра, зависит от на устройстве, но обычно порядка микроампер или миллиампер.

Например, если у нас есть гальванометр с полным отклонением 500 мкА, то это конкретное устройство могло бы измерять силу и направление тока пока этот ток меньше 500 мкА.

Если же мы хотим использовать гальванометр в качестве амперметра, мы столкнемся с двумя проблемы.

Первая проблема заключается в том, что явно существует предел интенсивности токи мы можем измерить гальванометром. В частности, мы ограничены токами ниже полный ток отклонения гальванометра. Это представляет проблему, если мы хотите измерить токи за пределами этого диапазона.

Мы могли бы подумать, что если бы мы могли каким-то образом расширить диапазон гальванометра, тогда это обеспечит точный способ измерения больших токов. Однако есть и вторая проблема: у гальванометра есть своя внутренняя сопротивление. Давайте посмотрим, почему это представляет собой проблему, рассмотрев простой схема.

В этой схеме ячейка обеспечивает разность потенциалов 𝑉 через резистор сопротивления 𝑅, а значит есть ток 𝐼.

Мы можем вспомнить, что закон Ома говорит нам, что для такой цепи мы имеем 𝑉=𝐼𝑅.

Мы можем изменить это, разделив обе стороны на сопротивление 𝑅 чтобы получить выражение для тока в цепи в с точки зрения разности потенциалов и сопротивления: 𝐼=𝑉𝑅.

Давайте теперь посмотрим, что происходит, когда мы пытаемся использовать гальванометр, чтобы измерить значение 𝐼. Представьте, что диапазон гальванометра, а значения 𝑉 и 𝑅 равны таким образом, что 𝐼 меньше полного тока отклонения гальванометра.

Включив гальванометр последовательно с другими компонентами, мы получим следующую схему.

Однако ранее мы говорили, что гальванометр имеет собственное сопротивление. Давайте проясним это, явно нарисовав это сопротивление в нашей схеме.

Мы обозначили сопротивление гальванометра 𝑅. Мы видим, что Теперь у нас есть два резистора, соединенных последовательно.

Вспомним, что при последовательном соединении двух резисторов общее сопротивление определяется суммой индивидуальных сопротивлений. Итак, в нашем случае если мы обозначим общее сопротивление 𝑅, то мы имеем, что 𝑅=𝑅+𝑅.

Если мы теперь применим закон Ома к цепи в целом, мы сможем точно понять, почему это проблема. Воспользуемся формой уравнения, в котором ток предмет. Мы обозначим этот ток 𝐼. Общая сопротивление нашей цепи теперь 𝑅, а не просто 𝑅. Подставляя это в закон Ома, имеем 𝐼=𝑉𝑅.

Затем мы можем подставить 𝑅=𝑅+𝑅, чтобы получить 𝐼=𝑉𝑅+𝑅.

Давайте теперь сравним это уравнение с нашим исходным уравнением без гальванометр, в котором 𝐼=𝑉𝑅. Факт изменение общего сопротивления цепи означает, что интенсивность ток тоже изменился.

Это означает, что гальванометр, прибор, который мы пытались использовать для измерьте ток, фактически изменил значение тока, которое мы хотели измерять. Это немного похоже на весы, которые изменяют массу предмет, который вы кладете на него, или линейка, которая изменяет длину предмета, который вы пытались с ним мерить.

К счастью, оказалось, что есть способ решить эту проблему гальванометр, изменяющий силу тока в цепи. Мы можем сделать это, добавив резистор параллельно гальванометру.

Этот резистор называется шунтирующим резистором, и мы пометили его сопротивление 𝑅.

Мы можем вспомнить, что когда мы добавляем в цепь параллельную ветвь, потенциал разница по каждой ветке будет одинаковой. Между тем, ток разделяется так что в каждой из двух параллельных ветвей есть ток. Итак, вместо весь ток протекает через гальванометр, часть тока теперь следует вместо этого другой путь через шунтирующий резистор.

Давайте рассмотрим быстрый пример.

Пример 1. Нахождение потенциальной разницы между двумя параллельными Ответвления в цепи с гальванометром

На принципиальной схеме представлен гальванометр в сочетании с шунтирующим резистором. ЭДС источника, подключенного к гальванометру, и шунта 3,0 В. Схема не представляет собой схему, в которой гальванометр и шунт правильно функционируют как амперметр.

  1. Какова разность потенциалов на шунте? Ответ с точностью до одного десятичного знака.
  2. Какова разность потенциалов на гальванометре? Ответ с точностью до одного десятичного знака.

Ответ

Часть 1

На диаграмме для этого вопроса у нас есть схема, содержащая гальванометр параллельно с шунтирующим резистором. В этом случае сопротивление гальванометр не был явно включен в качестве резистора в электрическая схема, но мы знаем, что она имеет некоторое сопротивление.

В этой первой части вопроса нам предлагается найти потенциал разница между шунтирующим резистором на этой схеме.

Можно вспомнить, что ЭДС источника напряжения в цепи равна общая разность потенциалов на компонентах, которые ток проходит по кругу.

В данном случае у нас есть две параллельные ветви, то есть две возможные пути течения. Полная разность потенциалов на каждый из этих контуров должен быть равен ЭДС источника напряжения.

Петля, проходящая через шунтирующий резистор, отмечена на схеме розовым цветом. схема ниже.

Мы знаем, что общая разность потенциалов на этом контуре должна быть равна ЭДС источника, которая 3,0 В.

Будем считать, что провода не имеют сопротивления, так что все сопротивление вдоль отмеченной петли находится в шунтирующем резисторе.

Это означает, что все разность потенциалов на розовом контуре находится на шунтирующем резисторе. Итак, мы знаем что разность потенциалов на шунтирующем резисторе равна 3,0 В.

Часть 2

Вторая часть вопроса спрашивает нас о разности потенциалов по гальванометру.

Вторая из двух полных петель на диаграмме, которая является петлей проходящий через гальванометр, отмечен на диаграмме оранжевым цветом.

Как и в первой части вопроса, мы знаем, что общий потенциал разность между контуром должна быть равна ЭДС источника, т.е. 3,0 В.

Снова предполагая, что провода не имеют сопротивления, это означает, что все сопротивление по оранжевой петле находится в гальванометре.

Таким образом, все 3,0 В разность потенциалов между оранжевой петлей и гальванометром. Так, мы знаем, что разность потенциалов на гальванометре равна 3,0 В.

Как показано в этом примере, при параллельном подключении шунтирующего резистора с гальванометром разность потенциалов на шунтирующем резисторе будет быть равным разности потенциалов на гальванометре.

Мы также знаем, что ток разделяется на две параллельные ветви. Найти Какова сила тока в каждой ветви, мы можем применить закон Ома к каждой ветви отдельно.

Обозначим сопротивление гальванометра, ток через гальванометра, а разность потенциалов на нем с индексом 𝐺, и мы пометит эти же величины для шунтирующего резистора нижним индексом 𝑆.

Тогда закон Ома для каждой ветви дает нам следующие два уравнения: 𝐼=𝑉𝑅,𝐼=𝑉𝑅.

Мы знаем, что обе ветви имеют одинаковую разность потенциалов. То есть в этих уравнений, мы знаем, что 𝑉=𝑉.

Рассмотрим, что получится выбираем шунтирующий резистор с сопротивлением много меньше, чем у гальванометра, то есть когда мы подбираем шунтирующий резистор такое, что 𝑅≪𝑅.

Для двух параллельно соединенных резисторов общее сопротивление ниже наименьшее из двух индивидуальных сопротивлений. Общее сопротивление гальванометра и шунтирующего резистора, включенных параллельно, поэтому меньше, чем 𝑅 и, следовательно, намного меньше, чем 𝑅.

Это означает, что общий эффект от комбинации гальванометра и Шунтирующий резистор по току в цепи очень мал. Другими словами, по добавив параллельно гальванометру шунтирующий резистор, мы преодолели Проблема в том, что сопротивление гальванометра повлияет на ток в цепи, которую он пытался измерить. Любое влияние на ток в цепи теперь будет намного меньше.

Мы также можем заметить из двух уравнений закона Ома, что выражения для 𝐼 и 𝐼 имеют одинаковые значения в числитель, но знаменатель в выражении 𝐼 равен намного больше, чем в выражении 𝐼. Что это значит что если 𝑅≪𝑅, то 𝐼≫𝐼.

Другими словами, большая часть тока проходит по пути, содержащему шунт резистор. Между тем существует небольшая, постоянная доля текущего через гальванометр. Это означает, что отклонение гальванометра стрелка будет пропорциональна току в цепи. Следовательно Комбинация гальванометра и шунтирующего резистора может быть использована для измерения ток в цепи.

Итак, все, что находится в оранжевой рамке на приведенной ниже диаграмме, работает вместе. как амперметр.

При построении амперметра таким способом важно тщательно выбирать сопротивление 𝑅 шунтирующего резистора, чтобы получить наилучшие результаты. Помните, что сопротивление 𝑅 гальванометра имеет фиксированная стоимость. Изменение значения 𝑅 изменяет дробь тока, проходящего через гальванометр. Нам нужно значение 𝑅 так, чтобы ток через гальванометр был высоким достаточно, чтобы стрелка отображала четкие показания, но и достаточно низко, чтобы стрелка не достигает полного отклонения.

Чтобы найти наилучшее значение для 𝑅, мы можем еще раз сделать использовать закон Ома, который гласит, что для разности потенциалов 𝑉, сопротивление 𝑅 и ток 𝐼, 𝑉=𝐼𝑅.

Поскольку мы пытаемся найти сопротивление, мы хотим сделать 𝑅 предмет. Разделив обе части на 𝐼, мы получим 𝑅=𝑉𝐼.

Мы пытаемся выяснить, какое значение мы должны использовать для сопротивления шунта 𝑅. Итак, давайте заменим 𝑅 в законе Ома на это сопротивление шунта 𝑅. Мы также должны использовать потенциал разница на шунтирующем резисторе, 𝑉, вместо 𝑉 и ток через шунтирующий резистор, 𝐼 вместо 𝐼.

Эти замены дают нам 𝑅=𝑉𝐼.

Мы можем сделать некоторые замены в этом уравнении, чтобы сделать его немного более полезный. Во-первых, мы уже говорили, что разность потенциалов на шунтирующий резистор 𝑉 равен разности потенциалов на гальванометр, 𝑉. Итак, мы можем заменить 𝑉 на 𝑉 в нашем уравнении: 𝑅=𝑉𝐼. 

Мы также знаем, что полный ток в цепи, 𝐼, разделяется на два потока 𝐼 и 𝐼 такое, что 𝐼=𝐼+𝐼. Как вариант, вычитание 𝐼 с обеих сторон этого, у нас есть это 𝐼=𝐼−𝐼.

Подставив это выражение вместо 𝐼 в наш Закон Ома уравнение, мы получаем 𝑅=𝑉𝐼−𝐼.

Теперь мы можем снова использовать закон Ома, чтобы заменить 𝑉, разность потенциалов на гальванометре. Мы знаем, что текущий через гальванометр равно 𝐼, а сопротивление гальванометр 𝑅. Закон Ома говорит нам, что 𝑉=𝐼𝑅.

Заменив это на 𝑉 в нашем выражении для 𝑅 дает нам 𝑅=𝐼𝑅𝐼−𝐼.

Один из способов понять, что означает это уравнение, — рассмотреть конкретное значение тока в гальванометре. В частности, будет значение этого ток 𝐼, который дает полное отклонение стрелки гальванометра. иголка. Это значение является полным током отклонения.

Мы также знаем, что 𝐼 — это небольшая, но постоянная доля общий ток 𝐼. Таким образом, это максимальное значение 𝐼, которое может быть записано, соответствует максимальному значению ток 𝐼, который можно измерить амперметром.

Имея это в виду, мы приходим к следующей интерпретации нашего уравнения для 𝑅.

Уравнение: сопротивление шунтирующего резистора в амперметре

Предположим, у нас есть амперметр, состоящий из гальванометра с полной шкалой. ток отклонения 𝐼 и сопротивление 𝑅 подключен параллельно с шунтирующим резистором.

Для измерения максимального тока 𝐼 с помощью этого амперметр, мы должны использовать шунтирующий резистор с сопротивлением 𝑅 𝑅=𝐼𝑅𝐼−𝐼.

Теперь давайте рассмотрим пример задачи.

Пример 2. Определение требуемого сопротивления шунтирующего резистора в амперметр

Гальванометр имеет сопротивление 15 мОм. Ток 125 мА производит полное отклонение гальванометра. Найдите сопротивление шунта, при параллельном подключении к гальванометру позволяет использовать его как амперметр, способный измерить максимальный ток 12 А. Ответ на ближайший микроом.

Ответ

Начнем с того, что нарисуем принципиальную схему и обозначим значения, которые мы Был дан.

Мы явно нарисовали резистор, представляющий сопротивление гальванометр. Это сопротивление 𝑅=15мОм. Мы известно, что полный ток отклонения гальванометра равен 𝐼=125мА, и мы хотим использовать эту установку в качестве амперметра для измерения максимального тока 12 А.

Нас просят определить, какое значение сопротивления шунта, которое у нас есть помеченный 𝑅, позволит нам измерить этот максимум Текущий.

Мы можем вспомнить, что мы знаем уравнение для требуемого сопротивления шунта 𝑅, чтобы можно было измерить максимальный ток 𝐼, по данным амперметра с помощью гальванометра с полной шкалой ток отклонения 𝐼 и сопротивление 𝑅: 𝑅=𝐼𝑅𝐼−𝐼.

Перед подстановкой в ​​наши значения величин справа стороны, нам нужно преобразовать их так, чтобы все они имели одинаковые единицы измерения. Если мы измеряем токи в ампер и сопротивление гальванометра в Ом, то получим сопротивление шунта с единицами Ом.

Значение 𝐼=12A уже указано в ампер, поэтому нам просто нужно преобразовать 𝐼 и 𝑅.

У нас есть 𝐼=125=0,125мАА и 𝑅=15=1,5×10мОм.

Подставляя наши значения для 𝐼, 𝑅 и 𝐼, мы получаем, что 𝑅=(0,125)×1,5×1012−0,125.AΩAA

Оценивая правую часть этого выражения, находим, что 𝑅=1,5789…×10,Ω

Здесь многоточие используется для обозначения того, что существуют дополнительные десятичные дроби. места.

Наконец, отметим, что вопрос требует от нас ответа в единицах микроом, к ближайший микроом. Вспоминая, что 1=10 мкОм, мы можем дайте наш ответ для требуемого сопротивления шунта как 𝑅=158,µОм

Мы также можем взять наше уравнение для сопротивления шунта 𝑅 и посмотреть на это по-другому.

Если мы изменим уравнение так, чтобы ток 𝐼 предмет, то мы получаем уравнение, которое сообщает нам максимальный ток, который мы можем измерить амперметром, учитывая свойства его компонентов.

Давайте посмотрим, как мы можем сделать 𝐼 предметом. Напомним, что мы начните со следующего уравнения: 𝑅=𝐼𝑅𝐼−𝐼.

Мы хотим получить текущее 𝐼 из знаменателя дробь, поэтому начнем с умножения обеих частей уравнения на 𝐼−𝐼: 𝑅(𝐼−𝐼)=𝐼𝑅(𝐼−𝐼)𝐼−𝐼𝑅(𝐼−𝐼)=𝐼𝑅.

Во второй строке мы сократили член 𝐼 что появляется в числителе и знаменателе справа.

Далее разделим обе части уравнения на 𝑅: 𝐼−𝐼=𝐼𝑅𝑅.

Наконец, мы добавляем 𝐼 к обеим сторонам: 𝐼=𝐼𝑅𝑅+𝐼.

Уравнение: диапазон измерения амперметра

Предположим, у нас есть амперметр, состоящий из гальванометра с полным отклонением ток 𝐼 и сопротивление 𝑅 подключены параллельно с шунтирующим резистором сопротивлением 𝑅.

Максимальный ток, который можно измерить с помощью этого амперметра, также известного как диапазон измерения амперметра определяется выражением 𝐼=𝐼𝑅𝑅+𝐼. 

В заключение рассмотрим еще пару примеров вопросов.

Пример 3. Расчет диапазона измерения амперметра

Гальванометр имеет сопротивление 12 мОм. Ток 150 мА производит полное отклонение гальванометра. Шунт подключается параллельно гальванометра, чтобы преобразовать его в амперметр. Сопротивление шунта равно 70 мкОм. Что самое большое ток, который может измерить амперметр? Ответ с точностью до одного десятичного знака.

Ответ

Начнем с того, что нарисуем принципиальную схему и обозначим значения, которые мы были заданы

Мы явно нарисовали резистор, представляющий сопротивление гальванометр. Это сопротивление 𝑅=12мОм. Мы известно, что полный ток отклонения гальванометра равен 𝐼=150мА и что сопротивление шунтирующего резистора равно 𝑅=70мкОм.

Нас просят определить, какой самый большой ток у этого амперметра может измерить.

Мы можем вспомнить, что у нас есть уравнение для максимального тока, который Амперметр может измерять, учитывая свойства его компонентов: 𝐼=𝐼𝑅𝑅+𝐼.

Мы знаем значения всех величин в правой части этого уравнение.

Однако перед подстановкой значений нам нужно сделать единицы измерения совместимый. Если использовать единицы ампер для 𝐼 и единицы Ом для обоих сопротивлений 𝑅 и 𝑅, то получим ток 𝐼 в единицы ампер.

Преобразовывая наши значения в эти единицы, мы получаем, что 𝐼=150=0,15мАА, 𝑅=12=1,2×10мОм, и 𝑅=70=7×10мкОм.

Подставляя эти значения в наше выражение для 𝐼, мы получаем это 𝐼=(0,15)×1,2×107×10+0,15.AΩΩA

Вычисление правой части дает нам, что 𝐼=25,864…,А где многоточие указывает, что значение имеет дополнительные десятичные разряды.

Наконец, мы отмечаем, что нас просят дать наш ответ до одного десятичного знака место. Округляя до одного десятичного знака, имеем, что наибольший ток которую может измерить амперметр, определяется выражением 𝐼=25,9.A

Пример 4: Расчет токов через гальванометр и шунт Резистор в амперметре

Ток 𝐼 в показанной цепи равен 2,5 мА, что является максимальный ток, который можно измерить с помощью амперметра, подключенного к цепи. сопротивление гальванометра в десять раз больше сопротивления шунта.

  1. Найдите 𝐼, ток через гальванометр. Ответ с точностью до микроампера.
  2. Найти 𝐼, ток через шунт. Ответ с двумя десятичными знаками.

Ответ

Часть 1

Нам дана схема, которая действует как амперметр. Нас просят заниматься ток 𝐼 через гальванометр, учитывая, что максимальный ток, который может измерить этот амперметр, 𝐼=2,5 мА.

Нам не сообщают действительные значения сопротивлений гальванометра и шунтирующий резистор. Однако нам говорят, что сопротивление гальванометра, которое мы вызовет 𝑅, в десять раз больше сопротивления шунта, которое мы будем называть 𝑅. Другими словами, мы имеем это 𝑅=10𝑅.

Вспомним, что нам известно уравнение, связывающее ток 𝐼 в цепи, такой как в этом вопросе, и ток 𝐼 через гальванометр: 𝐼=𝐼𝑅𝑅+𝐼.

Мы также знаем, что для этого амперметра 𝑅=10𝑅. Так, мы можем заменить 𝑅 на 10𝑅 в нашем выражение для 𝐼, чтобы дать нам это 𝐼=𝐼×(10𝑅)𝑅+𝐼.

Теперь мы можем сократить 𝑅 в числителе дроби на правая часть с 𝑅 в знаменателе этой дроби: 𝐼=10𝐼+𝐼=11𝐼.

Так как в этом случае мы знаем текущий 𝐼 и хотим найти значение 𝐼, мы можем сделать 𝐼 предмет, разделив обе части этого уравнения к 11: 𝐼=𝐼11.

Наконец, подставив 𝐼=2,5 мА дает нам наш результат для 𝐼, тока через гальванометр: 𝐼=2,511=0,227…𝐼=227. mAmAµA

Здесь мы дали наш ответ в микроампер в ближайший микроампер, как того требует вопрос.

Стоит заметить, что, поскольку нам сказали, что 𝐼 максимальный ток, который можно измерить этим амперметром, то мы знаем что 𝐼 — полный ток отклонения гальванометр.

Часть 2

В вопросе нам сказали, что ток в цепи 𝐼=2,5 мА. Мы также выяснили, что ток в гальванометре равен 𝐼=227=0,227мкАмА.

Во второй части вопроса нам предлагается найти текущий 𝐼 через шунтирующий резистор.

Мы можем вспомнить, что полный ток в переходе должен быть равен ток из него.

Оглядываясь назад на диаграмму в вопросе, мы видим, что у нас есть ток 𝐼 в переход, а также токи 𝐼 и 𝐼 каждая выходит из перекрестка вдоль разные ветки. Итак, текущий 𝐼 делится на стыке с токами 𝐼 и 𝐼.

Другими словами, мы знаем, что должны иметь 𝐼=𝐼+𝐼. 

Мы пытаемся найти значение 𝐼, поэтому мы должны перестройте это уравнение, вычитая 𝐼 из обоих стороны, чтобы сделать 𝐼 предметом: 𝐼=𝐼−𝐼.

При подстановке значений для 𝐼 и 𝐼, нам нужно убедиться, что мы используем одни и те же единицы измерения для оба. Использование единиц миллиампер, у нас есть это 𝐼=2,5 мА и 𝐼=0,227мА. Подстановка этих значений в дает нам наш результат для текущего 𝐼 через шунтирующий резистор: 𝐼=2,5−0,227𝐼=2,27.мАмАмА

Мы дали наш ответ с точностью до двух знаков после запятой, как того требует вопрос.

Наконец, давайте подытожим то, что мы узнали из этого объяснения.

Ключевые моменты

  • Амперметр можно изготовить, соединив гальванометр и резистор, известный как шунтирующий резистор, параллельно.
  • Чтобы сделать амперметр таким образом, сопротивление 𝑅 шунтирующий резистор должен быть намного меньше сопротивления 𝑅 гальванометра: 𝑅≪𝑅.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.