Was ist ein Shunt-Widerstand und wie funktioniert er?

In mehreren elektrischen und energietechnischen Anwendungen ist die Messung des Stromflusses essentiell.

Daher wird die Strommessung häufig für Überwachungs- und Steuerungsanwendungen benötigt.

Je nach Anwendungstyp sind viele Arten von Stromsensoren mit spezialisierten Strommess-Technologien verfügbar, um den Stromfluss zu detektieren oder zu messen.

Ein Strommesswiderstand, auch bekannt als Shunt-Widerstand, ist die am häufigsten verwendete Methode, um den Stromfluss in jeder Anwendung zu messen.

Dieser Beitrag beschreibt das Funktionieren und die Anwendungen von Shunt-Widerständen.

Was ist ein Shunt-Widerstand?

Ein Shunt-Widerstand ist ein Bauteil, das eine Strecke mit geringem Widerstand erzeugt, um den Großteil des elektrischen Stromflusses durch den Schaltkreis zu leiten.

Ein Shunt-Widerstand wird oft aus einem Material hergestellt, das einen geringen Temperaturkoeffizienten des Widerstands hat. Daher hat dieser Typ von Widerstand über einen weiten Temperaturbereich hinweg einen außergewöhnlich geringen Widerstandswert.

Shunt-Widerstände werden oft in Ampermetern verwendet, die den Strom messen. Der Shunt-Widerstand in einem Ampermeter ist parallel geschaltet. Eine Reihenschaltung wird zwischen einem Ampermeter und einem Gerät (oder) Schaltkreis hergestellt.

Aufbau eines Shunt-Widerstands

Dieser Widerstand kann aus extrem dünnem Kupferdraht hergestellt werden, obwohl seine Größe und Länge hauptsächlich durch den erforderlichen Widerstand bestimmt werden. Der Widerstand dieses Widerstands bestimmt den Messbereich des Ampermeters.

Kupferdraht mit einem Durchmesser von 2,59 mm (oder) 10 AWG hat einen Widerstand von 0,9987 Ohm pro 1000 Fuß, wenn er verwendet wird.

Daher kann dieser Widerstand je nach Qualität des Kupferdrahts variieren. Prüfen Sie daher den Widerstand vor der Verwendung.

Um die benötigte Drahtlänge für gegebene Shunt-Widerstandswerte zu berechnen, kann der folgende Ausdruck verwendet werden.

Länge des Drahtes (oder) Drahtlänge = (Erforderlicher Shunt-Widerstand) / (Widerstand pro 1000 Fuß)

Beispiel: Wenn ein Shunt mit einem Widerstand von 0,5 m und Kupferdraht mit einem Durchmesser von 10 AWG benötigt wird, geben Sie die folgenden Zahlen in die Berechnung ein.

Länge des Drahtes (oder) Drahtlänge = 0,5 / 0,9987 = 0,5 Fuß

Funktion eines Shunt-Widerstands

Dieser Widerstand funktioniert, indem er einen Pfad mit reduziertem Widerstand für den elektrischen Stromfluss bereitstellt. Dieser Widerstand hat einen geringeren Widerstand und ist parallel zu einem Ampermeter oder anderen Strommessgeräten angeschlossen. Wenn Widerstand und Spannung bekannt sind, berechnet dieser Widerstand den Strom mithilfe des Ohm'schen Gesetzes.

Daher, um die Spannung über einen Widerstand zu messen, berechnen Sie den Gesamtgerätstrom mithilfe der folgenden Gleichung des Ohm'schen Gesetzes.

I = V/R

Messung des Stroms mit einem Shunt-Widerstand

Nehmen wir an, es gibt ein Ampermeter mit dem Widerstand Rm und der Strommessfähigkeit Im. Um den Messbereich des Ampermeters zu erweitern, wird ein Shunt-Widerstand wie Rs parallel dazu angeschlossen.

Wo,

Rs - Shunt-Widerstand,

Is - Shunt-Strom, und

I - Gemessener Schaltkreisstrom (oder) Gesamtbelastung im Schaltkreis

I bezeichnet den gesamten vom Quellenstrom gelieferten Strom und teilt ihn in zwei Kanäle auf.

Gemäß dem Kirchhoff'schen Stromgesetz (KCL),

I = Is + Ia ————(1)

Is = I - Ia

Wo,

Is - Stromfluss durch den R