Шунти і додаткові опори

Шунт - найпростіший перетворювач струму в напругу. Використовується для розширення меж вимірювання вимірювальних приладів по струму. перш за все магнітоелектричної системи і цифрових ..

Шунт характеризується номінальним значенням вхідного струму шунта Iном і номінальним значенням падіння напруги на шунт Uном. Їхнє ставлення визначає номінальний опір шунта

Струм через вимірювальний механізм дорівнює:

де I - вимірюваний струм, Rп - опір вимірювального механізму приладу (амперметра).

Введемо коефіцієнт шунтування, рівний відношенню величини повного струму до величини струму, що протікає через вимірювальний прилад n = I / I пр. Тоді для отримання величини струму через вимірювальний механізм в n разів менше величини струму в основному ланцюзі, опір шунта має вибиратися з умови Rш = Rп / (n-1),.

Вимірювальні шунти використовуються для вимірювань струмів аж до 1000-5000А. Шунти для вимірювання струмів до 30 А зазвичай вбудовуються в вимірювальний прилад (внутрішні шунти). Шунти на великі струми виконуються у вигляді окремих пристроїв (зовнішні шунти).

Для шунтів передбачений наступний ряд номінальних напруг - 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 і 300 мВ

Вимірювальні шунти виготовляються з манганина (сплав міді марганцю і цинку, що відрізняється високою термостабильностью і дуже малої термоЕРС) за наступними класами точності - 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5

Для переносних і щитових приладів виготовляють багатограничні шунти, які перемикаються в ручному або автоматичному режимах ..

Область застосування шунтів обмежується в основному постійними струмами (на змінному струмі виникає додаткова похибка через різної частотної залежності опорів шунта і приладу) і використання спільно тільки з магнітоелектричними і цифровими приладами. Істотне більше енергоспоживання приладів інших систем робить застосування шунтів в цих випадках технічно складним і енерговитратним.

Додаткові опори є найпростішими вимірювальними перетворювачами напруги в струм. А оскільки електровимірювальні прилади всіх систем, за винятком електростатичного, реагують саме на величину струму, то додаткові опори служать для розширення меж вимірювання за напругою вольтметрів всіх систем, а також інших приладів, що підключаються до джерела напруги - ватметрів, фазометрів, лічильників енергії.

Додатковий опір включається послідовно з приладом і ток I в вимірювальної ланцюга приладу (рис.) Дорівнює:

де U - вимірювана напруга, RП і RД - власне опір приладу і додатковий опір. Оскільки через додатковий опір і прилад протікає одні і той же струм, падіння напруги на вимірювальному приладі дорівнюватиме:

Якщо прилад (вольтметр) має межу вимірювання Uном то за допомогою додаткового опору можна розширити межі його вимірювання в n раз якщо величина додаткового опору задовольняє умові:

Додаткові опори, як і шунти, зазвичай виготовляються з манганина і використовуються при напрузі до 30 кВ. У переносних і щитових приладах використовуються багатограничні додаткові опори.

Оскільки величина додаткових опорів повинна бути досить високою і, відповідно, довжина проводу великий, вони виконуються у вигляді котушки намоткой тонкого дроту. Намотування додаткових опорів, призначених для роботи на змінному струмі, для мінімізації реактивного опору виконується біфілярного

Застосування додаткових опорів сприяє також зменшенню температурної похибки приладів. Дійсно, нехай коефіцієнти bп і bд є температурні коефіцієнти опору відповідно вимірювального приладу і додаткового опору. Тоді зі схеми рис. випливає, що загальний температурний коефіцієнта всього вольтметра буде дорівнює:

Температурний коефіцієнт додаткового опору зазвичай близький до ну

лю, bд »0, отже можна вважати, що: