Шунт это в электрике

Шунт — устройство, которое позволяет электрическому току (либо магнитному потоку) протекать в обход какого-либо участка схемы, обычно представляет собой низкоомный резистор, катушку или проводник.

Шунтирование — процесс параллельного подсоединения электрического элемента к другому элементу, обычно с целью уменьшения итогового сопротивления цепи.

Впервые предложен американским изобретателем Эдвардом Вестоном в 1893 году [1] .

Содержание

Измерительный шунт [ править | править код ]

Например, шунты применяются для изменения верхнего предела измерения у амперметров магнитно-электрической системы. При этом необходимое сопротивление шунта рассчитывают по формуле:

R 2 = R 1 ⋅ I 1 I − I 1 , <displaystyle R_<2>=<frac <1>cdot I_<1>><1>>>,>

• R 2 <displaystyle R_<2>>— сопротивление шунта, Ом;
• R 1 <displaystyle R_<1>>— сопротивление амперметра, Ом;
• I <displaystyle I>— максимальный ток, который будет соответствовать полному отклонению стрелки прибора, А;
• I 1 <displaystyle I_<1>>— номинальный максимальный ток, измеряемый амперметром без шунта, А.

Если необходимый предел измерения значительно превосходит номинальный ток амперметра, то этим током в знаменателе можно пренебречь, и тогда формула принимает вид:

R 2 = R 1 ⋅ I 1 I <displaystyle R_<2>=<frac <1>cdot I_<1>>>> .

Например, для измерения токов до 10 А амперметром, имеющим сопротивление 2000 Ом и максимальный ток 50 мкА, понадобится шунт сопротивлением

R 2 ≈ 2000 ⋅ 5 ⋅ 10 − 5 10 = 0 , 01 <displaystyle R_<2>approx <frac <2000cdot 5cdot 10^<-5>><10>>=0,01> Ом.

Применение шунтов позволяет расширить пределы показаний амперметра (за счёт ухудшения разрешающей способности и чувствительности прибора).

1.Высокоомный проводник шунта припаивается к контактам.

2.Контакты шунта имеют раздельное подключение измерительной цепи и головки прибора.

В зависимости от соотношения сопротивления источника и нагрузки различают четыре режима электрической цепи:

• номинальный ( R н = R нн , все параметры цепи соответствуют расчётным);

• согласованный ( R н = R вн , обеспечивает передачу максимальной мощности от источника к нагрузке при КПД 50 %).

• холостого хода ( R н R вн , разрыв электрической цепи, напряжение на выходных разъёмах равно ЭДС);

• короткого замыкания ( R н R вн , характеризуется высоким значением силы тока, которая ограничена только внутренним сопротивлением источника, обычно является аварийным режимом).

1.1.4.1. Номинальный режим

Номинальный режим –– режим электри-

ческой цепи, в котором сопротивление нагруз-

ки соответствует паспортному или расчётному

( R н = R нн , рис. 1.3 ).

Номинальный режим является основным

рабочим режимом любой электрической цепи.

Номинальному режиму соответствует но-

минальные или расчётные значения напряже-

ния ( u = u н ) и тока ( i = i н ).

Параметры номинального режима приво-

дятся в паспорте устройства а также на пас-

Номинальный режим

портной табличке (шильдике), расположенном на корпусе устройства.

1. Основные положения

1.1.4.2. Согласованный режим

Согласованный режим –– режим элек-

трической цепи, в котором сопротивление

нагрузки равно внутреннему сопротивле-

нию источника ( R н = R вн , рис. 1.4 ).

передаваемой мощности от источника к

нагрузке . Основным недостатком этого ре-

жима является низкий КПД (50 %).

Рис. 1.4. Согласованный

Рассмотрим согласованный режим по-

Ток в цепи и мощность в цепи, при-

ведённой на рис. 1.4 определяются следую-

p = R н i 2 = R н

Найдём максимум мощности приёмника, приравняв к нулю про-

изводную мощности по сопротивлению нагрузки:

( R вн + R н ) 2 − 2( R вн + R н ) R н

Полученное равенство будет выполняться при условии равенства нулю делителя (при e = 0 наступит режим холостого хода и передача энергии осуществляться не будет):

( R вн + R н ) 2 − 2( R вн + R н ) R н = 0.

Следствием равенства сопротивлений нагрузки и источника является низкое значение КПД:

1.1. Электрическая цепь. Основные понятия и определения

В связи с низким КПД, согласованный режим применяется главным образом в маломощных (в первую очередь электронных) цепях.

1.1.4.3. Режим холостого хода

Режим холостого хода –– режим электрической цепи, в котором сопротивление нагрузки значительно превышает внутренне сопротивление источника ( R xx R вн , рис. 1.5 ).

Говоря о режиме холостого хода, обычно, подразумевают работу без нагрузке, что, в случае электрических цепей, соответствует бесконечно большому сопротивлению или разрыву цепи.

Режиму холостого хода соответствует максимум напряжения (будет равно ЭДС: u хх = e ) и равенство нулю тока ( i хх = 0).

Рис. 1.5. Режим холостого хода

1.1.4.4. Режим короткого замыкания

Режим короткого замыкания –– режим электрической цепи, в котором сопротивление нагрузки значительно ниже внутреннего сопротивления источника ( R кз R вн , рис. 1.6 ).

Говоря о режиме короткого замыкания, обычно, подразумевают аварийный режим вызванный разрушением изоляции или попаданием в цепь постороннего предмета.

Важно отметить, что в ряде случаев (например при исследовании трансформатора), для получения характеристик электрического устройства, проводят опыт короткого замыкания. В этом случае режим короткого замыкания не является

i e

u

e

Рис. 1.6. Режим короткого замыкания

1. Основные положения

аварийным, т. к. токи и напряжения в электрической цепи не превышают номинальных.

Режиму короткого замыкания соответствует минимум напряжения ( u кз = 0) и большое значение тока (фактически ток ограничен внутренним сопротивлением источника, i кз → ∞).

Gmail Facebook Twitter Link

Suggest as cover photo

Would you like to suggest this photo as the cover photo for this article?

Thank you for helping!

Your input will affect cover photo selection, along with input from other users.