Что такое шунтирующий резистор?

Шунтирующий резистор - это прецизионное устройство, используемое для измерения тока в электрической цепи. Также известный как токовый шунт или амперметр, он работает путем измерения падения напряжения на известном сопротивлении. Закон Ома гласит, что V = I x R, или решение для I, I = V / R, где I - ток, V - напряжение, а R - сопротивление. Если сопротивление известно и измерено падение напряжения, то можно определить ток.

Шунтирующие резисторы используются для измерения токов, которые могут повредить амперметр. Это может быть результатом величины тока, проходящего через цепь, или возможности всплесков тока. Обычно они имеют небольшое четко определенное сопротивление, чтобы не влиять на измеряемый ток. Шунтирующий резистор обычно выглядит не так, как обычный резистор, он имеет две большие клеммы с одной или несколькими металлическими полосками, соединяющими их. Сопротивление металла обратно пропорционально его площади поперечного сечения, поэтому, чем больше полосок у шунтирующего резистора, тем ниже его сопротивление.

Например, шунтирующий резистор с сопротивлением 0,001 Ом, который считывает падение напряжения 0,02 В, протекает через него ток 20 А (0,02 / 0,001 = 20). Это измерение не является точным, потому что оно основано на том, что сопротивление является строгим и постоянным 0,001 Ом. По нескольким причинам это не так.

Во-первых, сопротивление самого устройства имеет предел погрешности. В то время как идеальный шунтирующий резистор в приведенном выше примере имел бы точно 0,001 Ом, в действительности существует предел погрешности, называемый точностью сопротивления. Предполагая, что он составляет +/- 0,25%, это означает, что измеренный ток находится в диапазоне от 19,95 до 20,05 Ом (+/- 0,0025 * 20 = +/- 0,05).

Во-вторых, ток, проходящий через резистор, производит тепло. Тепло изменяет фактическое сопротивление шунтирующего резистора. Сколько определяется дрейфом сопротивления устройства, обычно измеряется в частях на миллион (ppm) на градус изменения температуры. Для резистора в вышеприведенном примере, если предположить, что изменение температуры составляет 30 ppm на градус, а изменение температуры составляет 20 °, это означает, что измеренный ток составляет от 19,988 до 20,012 Ом (+/- 30 ppm * 20 = +/- 0,012).

В дополнение к точности сопротивления и дрейфу сопротивления, шунтирующие резисторы также характеризуются номинальным током и номинальной мощностью. Текущий рейтинг - это максимальный ток, который может пройти через шунт, не повредив его. Этот ток генерирует тепло, что, в свою очередь, влияет на сопротивление шунта. Номинальная мощность - это максимальный ток, который может непрерывно проходить через шунт, не повреждая его и не влияя на его сопротивление. В целом это _2/3 его текущего рейтинга.