シャント抵抗とは何かそしてどのように機能するか

電力や電気の多くのアプリケーションにおいて、電流の測定は不可欠です。

したがって、モニタリングおよび制御アプリケーションには通常、電流測定が必要です。

アプリケーションの種類によって、専門的な電流センシング技術を備えた多くのタイプの電流センサーが利用可能で、電流フローを検出または測定することができます。

電流センシング抵抗（シャント抵抗とも呼ばれる）は、あらゆるアプリケーションで電流フローを測定する最も一般的な方法です。

この記事では、シャント抵抗の動作と応用について説明します。

シャント抵抗とは？

シャント抵抗は、回路を通じて大部分の電流を導くための低抵抗ルートを生成する部品です。

シャント抵抗は、温度係数の低い材料から作られることがよくあります。そのため、この種の抵抗は広い温度範囲で非常に低い抵抗値を持っています。

シャント抵抗は、電流を測定するアンペアメーターに頻繁に使用されます。アンペアメーター内のシャント抵抗は並列接続され、アンペアメーターと装置（または）回路との間に直列接続が行われます。

シャント抵抗の構造

この抵抗は非常に細い銅線を使用して構築できますが、そのサイズと長さは主に必要な抵抗値によって決定されます。この抵抗の抵抗値はアンペアメーターの範囲を決定します。

直径2.59mm（または）10AWGゲージの銅線は、使用時に1000フィートあたり0.9987オームの抵抗値を持ちます。

したがって、この抵抗値は銅線のグレードによって異なる可能性があります。したがって、使用前に抵抗値を確認してください。

特定のシャント抵抗値に対する必要なワイヤーの長さを計算するには、以下の式を使用できます。

ワイヤーの長さ = 必要なシャント抵抗 / 1000フィートあたりの抵抗値

例：抵抗値0.5mΩのシャントと10AWGゲージの銅線が必要な場合、以下の数値を計算に入力します。

ワイヤーの長さ = 0.5 / 0.9987 = 0.5 フィート

シャント抵抗の機能

この抵抗は、電流の流れに対して抵抗を減らすパスを提供することで動作します。この抵抗は低い抵抗値を持ち、アンペアメーターや他の電流測定デバイスと並列に接続されています。抵抗値と電圧が既知の場合、この抵抗はオームの法則を使用して電流を計算します。

したがって、抵抗間の電圧を測定するには、以下のオームの法則の式を使用してデバイス全体の電流を計算します。

I = V/R

シャント抵抗を使用した電流の測定

Rmの抵抗値とImの電流測定能力を持つアンペアメーターを想定します。アンペアメーターの範囲を広げるために、Rsのようなシャント抵抗が並列に接続されます。

ここで、

Rs - シャント抵抗

Is - シャント電流

I - 測定された回路電流（または）回路全体の負荷

Iはソースによって供給される全電流を示し、これを2つのチャネルに分離します。

キルヒホッフの電流法則によれば、

I = Is + Ia     ————(1)

Is = I - Ia

ここで、

Is - Rs抵抗を通る電流

Ia - Rs抵抗を通る電流