Was ist ein Shunt-Widerstand?
Ein Shunt-Widerstand ist ein Präzisionsgerät zum Messen des Stroms in einem Stromkreis. Sie wird auch als Strom- oder Amperemeter-Shunt bezeichnet und misst den Spannungsabfall an einem bekannten Widerstand. Das Ohmsche Gesetz besagt, dass V = I x R oder nach I aufzulösen ist, I = V / R, wobei I Strom ist, V Spannung ist und R Widerstand ist. Wenn der Widerstand bekannt ist und der Spannungsabfall gemessen wird, kann der Strom bestimmt werden.
Shunt-Widerstände werden zum Messen von Strömen verwendet, die einen Strommesser beschädigen könnten. Dies kann auf die Größe des Stroms zurückzuführen sein, der durch den Stromkreis fließt, oder auf die Möglichkeit von Stromspitzen. Sie haben normalerweise einen kleinen, genau definierten Widerstand, um den gemessenen Strom nicht zu beeinflussen. Ein Shunt-Widerstand unterscheidet sich normalerweise von einem normalen Widerstand durch zwei große Anschlüsse mit einem oder mehreren Metallstreifen, die sie verbinden. Der Widerstand eines Metalls ist umgekehrt proportional zu seiner Querschnittsfläche. Je mehr Streifen ein Shunt-Widerstand hat, desto geringer ist sein Widerstand.
Beispielsweise wird ein Shunt-Widerstand mit einem Widerstand von 0,001 Ohm, der einen Spannungsabfall von 0,02 Volt anzeigt, von einem Strom von 20 Ampere durchflossen (0,02 / 0,001 = 20). Diese Messung ist nicht genau, da der Widerstand streng und konstant 0,001 Ohm sein muss. Aus einigen Gründen ist dies nicht der Fall.
Erstens weist der Widerstand des Geräts selbst eine Fehlerquote auf. Während ein idealer Shunt-Widerstand im obigen Beispiel genau 0,001 Ohm haben würde, gibt es in der Realität eine Fehlergrenze, die als Widerstandsgenauigkeit bezeichnet wird. Unter der Annahme von +/- 0,25 Prozent würde der gemessene Strom zwischen 19,95 und 20,05 Ohm liegen (+/- 0,0025 * 20 = +/- 0,05).
Zweitens erzeugt Strom, der durch einen Widerstand fließt, Wärme. Hitze verändert den tatsächlichen Widerstand eines Nebenschlusswiderstands. Wie viel wird durch die Widerstandsdrift des Geräts bestimmt, die normalerweise in ppm (parts per million) pro Grad der Temperaturänderung gemessen wird. Für den Widerstand im obigen Beispiel würde die Annahme einer Temperaturänderung von 30 ppm pro Grad und einer Temperaturänderung von 20 ° bedeuten, dass der gemessene Strom zwischen 19,988 und 20,012 Ohm liegt (+/- 30 ppm * 20 = +/- 0,012).
Neben Widerstandsgenauigkeit und Widerstandsdrift zeichnen sich Shunt-Widerstände auch durch Nennstrom und Nennleistung aus. Der Nennstrom ist die maximale Strommenge, die durch den Shunt fließen kann, ohne ihn zu beschädigen. Dieser Strom erzeugt Wärme, die sich wiederum auf den Widerstand des Shunts auswirkt. Die Nennleistung ist die maximale Strommenge, die kontinuierlich durch den Shunt fließen kann, ohne ihn zu beschädigen oder seinen Widerstand zu beeinträchtigen. Dies ist in der Regel 2/3 der aktuellen Bewertung.