Izračun šanta za ampermeter

Pojmi in formule

Shunt je upor, ki je povezan preko sponk ampermetra (vzporedno z notranjim uporom instrumenta), da se poveča merilno območje. Izmerjeni tok I se razdeli med merilni shunt (rsh, Ish) in ampermetra (ra, Ia) obratno sorazmerna z njunima uporoma.

Shunt odpornost rsh = ra x Ia / (I-Ia).

Za povečanje merilnega območja za n-krat mora imeti shunt upor rsh = (n-1) / ra

Primeri za

1. Elektromagnetni ampermeter ima notranji upor ra = 10 Ohm, merilno območje pa je do 1 A. Izračunajte upor šunta rsh tako, da lahko ampermeter meri tok do 20 A (slika 1).

riž. 1.

Izmerjeni tok 20 A se bo razdelil na tok Ia = 1 A, ki bo tekel skozi ampermeter, in tok Ish, ki bo tekel skozi shunt:

I = Ia + Ish.

Zato je tok, ki teče skozi shunt, Ish = I-Ia = 20-1 = 19 A.

Izmerjeni tok I = 20 A je treba razdeliti v razmerju Ia: Ish = 1: 19.

Iz tega sledi, da morajo biti upori vej obratno sorazmerni s tokovi: Ia: Ish = 1 / ra: 1 / rsh;

Ia: Ish = rsh: ra;

1: 19 = rw: 10.

Shunt upor rsh = 10/19 = 0,526 Ohm.

Upornost šanta mora biti 19-krat manjša od upora ampermetra ra, da skozenj teče tok Ish, ki je 19-krat večji od toka Ia = 1 A, ki teče skozi ampermeter.

2. Magnetoelektrični miliampermeter ima merilno območje brez šunta 10 mA in notranji upor 100 Ohm. Kakšen upor naj ima šant, če naj naprava meri tok do 1 A (slika 2)?

riž. 2.

Pri polnem odklonu igle bo tok Ia = 0,01 A prešel skozi tuljavo miliampermetra in skozi shunt Ish:

I = Ia + Ish,

od koder je Ish = I-Ia = 1-0,99 A = 990 mA.

Tok 1 A bo razdeljen v obratnem sorazmerju z upornostjo: Ia: Ish = rsh: ra.

Iz tega razmerja najdemo upor šanta:

10: 990 = rsh: 100; rsh = (10×100) / 990 = 1000/990 = 1,010 Ohmov.

Pri polnem odklonu puščice bo skozi napravo šel tok Ia = 0,01 A, tok Ish = 0,99 A skozi shunt in tok I = 1 A.

Pri merjenju toka I = 0,5 A bo tok Ish = 0,492 A šel skozi shunt in tok Ia = 0,05 A bo šel skozi ampermeter. Puščica odstopa na polovico lestvice.

Za vsak tok od 0 do 1 A (z izbranim šantom) se tokovi v vejah delijo v razmerju ra : rsh, t.j. 100: 1,01.

3. Ampermeter (slika 3) ima notranji upor rа = 9,9 Ohm, upor njegovega šanta pa 0,1 Ohm. Kakšno je razmerje med izmerjenim tokom 300 A v napravi in ​​šantu?

riž. 3.

Nalogo bomo rešili s prvim Kirchhoffovim zakonom: I = Ia + Ish.

Tudi Ia: Ish = rsh: ra.

Od tod

300 = Ia + Ish;

Ia: Ish = 0,1: 9,9.

Iz druge enačbe dobimo tok Ia in ga nadomestimo v prvi enačbi:

Ia = 1 / 99xIsh;

300 = 1 / 99xIsh + Ish;

Ishx (1 + 1/99) = 300;

Ishx100 / 99 = 300;

Ish = 300 / 100×99 = 297 A.

Tok v napravi Ia = I-Ish = 300-297 = 3 A.

Od skupnega izmerjenega toka bo skozi ampermeter šel tok Ia = 3 A, skozi shunt pa Ish = 297 A.

Ampermeter shunt

4. Ampermeter, katerega notranji upor je 1,98 Ohm, daje polni odklon puščice pri toku 2 A. Potrebno je izmeriti tok do 200 A. Kakšen upor naj bo shunt, povezan vzporedno s sponkami naprave imeti?

Pri tej nalogi se merilno območje poveča za faktor 100: n = 200/2 = 100.

Zahtevana odpornost šanta rsh = rа / (n-1).

V našem primeru bo upornost šanta: rsh = 1,98 / (100-1) = 1,98 / 99 = 0,02 Ohm.