Deviator de curent
Un deviator de curent ( shunt în engleză) este un tip de rezistență electrică care deviază prin el însuși o parte mai mult sau mai puțin substanțială a curentului care circulă într-un circuit principal către care este plasat în paralel. Mărimea curentului deviat depinde de valoarea rezistivă (în ohmi ) a șuntului în raport cu circuitul paralel.
Originea termenului
Termenul englezesc shunt înseamnă „a devia” sau „a lua o altă cale”, care în câmpul electric a fost asociat cu o clasă de dispozitive și fenomene care văd curentul împărțit în două circuite, de obicei conform unui proiect.
Măsurarea curentului
O aplicație tipică a șuntului este în măsurarea curenților electrici, pentru a extinde intervalul unui ampermetru .
De exemplu, un galvanometru are o sensibilitate tipică de 100 µA la scară completă. Pentru a măsura valori de curent mai mari, puteți devia cea mai mare parte a curentului pe o ramură de rezistență scăzută și puteți introduce o scară de proporționalitate (factor de multiplicare) între curentul măsurat și cel deviat.
Plasată o rezistență la șunt cu valoarea R s în paralel cu un ampermetru cu rezistență internă R a , relația dintre curenții din cele două ramuri este dată de:
și de atunci avem că curentul total care trebuie măsurat este legat de curentul marcat de instrumentul I a conform formulei:
Această configurație implică faptul că valoarea rezistențelor, inclusiv cea internă a instrumentului, sunt cunoscute cu precizie.
O soluție care face măsurarea independentă de rezistența internă a instrumentului constă în a avea acest lucru foarte mare comparativ cu cel al șuntului , astfel încât curentul total I tot este practic egal cu I s .
Acest lucru poate fi realizat în practică prin utilizarea unui voltmetru în locul ampermetrului , care nu este altceva decât un ampermetru cu impedanță ridicată. În acest caz, presupunând că curentul curge prin șunt , tensiunea măsurată pe acesta este dată de legea lui Ohm :
De exemplu, cu un șunt de 20A și o scală completă de 100mV, o măsurare de 80mV va indica un flux de curent de 16A.
Căderea de tensiune peste șunt provoacă, de asemenea, o perturbare a circuitului, care trebuie luată în considerare. Abordarea descrisă poate fi aplicată pentru măsurarea curenților, astfel încât curentul absorbit inevitabil de voltmetru să fie neglijabil.
Realizare
Șuntul , de dimensiuni adecvate, poate fi utilizat pentru a măsura curenți de intensitate arbitrară, luând în considerare supraîncălzirea produsă de efectul Joule , care poate modifica valoarea rezistenței de șunt în sine.
Datorită studiilor lui Edward Weston , au fost descoperite materiale a căror rezistivitate electrică este destul de independentă de temperatură, cum ar fi constantanul și manganina , utilizate în mod obișnuit în aceste aplicații.
O problemă prezentată de șuntul pentru curenți mari este dată de rezistențele parazite prezente în bornele de conectare dintre cabluri și șuntul în sine. Valorile Ohm ale acestor rezistențe sunt aleatorii și instabile, în funcție de cât de strânse sunt șuruburile, de starea de oxidare etc. Tehnica „conexiunii cu patru fire” este utilizată pentru a depăși această problemă. Două terminale la capetele șuntului , numite amperometrice, constituie trecerea curentului care trebuie măsurat. Alte două terminale numite voltmetrice, independente și mai mici, deoarece sunt supuse curenților minimi, iau tensiunea de măsurare mai intern în șunt . Rezistența prezentă între cele două puncte de voltmetru este cunoscută cu precizie și este absolut independentă de bornele amperometrice.
Alte utilizări
Unele tipuri de șunturi sunt canale de rezistență redusă utilizate pentru scurtcircuitarea celor două capete ale unui element de circuit. De exemplu, în lanțurile ușoare utilizate pentru decorarea pomilor de Crăciun, becurile sunt conectate în serie. Dacă arde filamentul unui singur rezistor, întregul lanț se stinge. Pentru a depăși problema, în unele lanțuri fiecare bec include un șunt care se introduce automat în caz de spargere a filamentului și permite trecerea curentului și aprinderea becurilor rămase.
În tracțiunea feroviară și tramvaială , șunturile au fost utilizate, până nu cu mulți ani în urmă, pentru a exclude una sau mai multe secțiuni de înfășurare pe câmp ale motoarelor de tracțiune ale locomotivelor electrice și ale vagoanelor și astfel se obține o creștere a curentului de armătură al motoarelor ; acest lucru a permis o creștere constantă a vitezei, mai ales dacă gradele de șunt au fost mai mult de una (aceasta este așa-numita slăbire a câmpului ). Manevra șoferului pentru a accelera a avut, prin urmare, efectul de a angaja progresiv șunturile. Sistemul a fost abandonat odată cu introducerea electronicii de putere (introducerea de triac- uri , GTO-uri , IGBT- uri și alte dispozitive).
Elemente conexe
- Legea lui Ohm
- Divizor de tensiune
- Separatoare de curent
- Rezistență la căldură
- Rezistență electrică
- Conductanța electrică
- Conductivitate electrică
- Rezistență electrică
- Legile lui Kirchhoff
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Shunt
linkuri externe
- ( RO ) Calcul: rezistență electrică, tensiune, curent și putere , pe opamplabs.com . Adus la 27 octombrie 2008 (arhivat din original la 14 septembrie 2008) .
- ( ES ) Caracteristicile echipamentelor de măsurare a rezistenței , pe amperis.com .
| Controlul autorității | GND ( DE ) 4623448-2 |
|---|
