1. Шунты: назначение, принцип действия, расчетные формулы. Причины, ограничивающие область применения шунтов при измерении больших токов?
Шунты используют для уменьшения силы тока протекающего через прибор в заданное число раз. Такая задача возникает при расширении пределов измерения амперметров.
Шунт – это резистор, подключаемый параллельно амперметру для уменьшения, протекающего через него тока в определенное число раз.
n – коэффициент шунтирования.
I – измеряемый ток;
— ток полного отклонения амперметра.
В основе принципа действия шунта лежит первый закон Керхгорфа.
Шунты изготавливают манганина: Сu 85% — 89%; Ni – 2 – 3%; Mn – 11 -13 %.
Шунты могут быть внутренние и наружные. Наружные шунты применяют для токов I < 7,5 кА, внутренние при токах I < 30А.
Шунты могут быть одно и много предельными и имеют класс точности от 0,02…0,5. В основном шунты применяют для расширения пределов магнитоэлектрических амперметров ( ). Шунты не используются на переменном токе из-за дополнительной погрешности от изменения частоты тока. Использование шунтов ограниченно невозможностью и нерациональностью изготовление резисторов с очень малым сопротивлением.
2. Делители напряжения: назначение, принцип действия, расчетные формулы. Причины, ограничивающие области применения делителей напряжения при измерении больших напряжений?
Делитель напряжения – это резистивное электрическое устройство для уменьшения напряжения в определенное число раз.
Делитель изготавливают в виде резисторов из манганина с классом точности 0,0005…0,01. Примером делителя служит добавочный резистор (расширение пределов вольтметров).
Сопротивление добавочного резистора находят по формуле:
m – коэффициент деления.
U – измеряемое напряжение;
— напряжение полного отклонения вольтметра.
В отличии от шунтов сопротивление добавочных резисторов очень большое. Добавочные резисторы используют в цепях постоянного и переменного тока частотой f < 20 кГц; предельно измеримое напряжение =30 кВ. Использование добавочных резисторов ограниченно потребляемой ими мощностью.
3. Измерительные приборы: определение, способы классификации. Классификации аналоговых и цифровых приборов электрических величин?
Измерительный прибор – средство измерение, предназначенное для получения измеряемой величины в установленном диапазоне.
Отличительной особенностью прибора является наличие отсчетного устройства.
Классификацию приборов можно разделить по разным признакам:
По способу измерений – приборы прямого действия и приборы сравнения.
По способу отсчета значения измеряемой величины – приборы показывающие и регистрирующие (самопишущие и печатающие).
По принципу действия – приборы усредняющие и суммирующие.
Показания усредняющих приборов пропорциональны средневзвешенному значению измеряемой величины определяющееся за известное время. Показания суммирующих приборов пропорционально количеству единиц измеряемой величины поступивших на вход прибора.
По форме представления показаний – приборы аналоговые и цифровые, а также скомбинированной формы показаний.
По виду измеряемой величины – приборы не электрических величин и приборы электрических величин.
Классификация приборов электрических величин.
Способы классификации делятся на: общие и специальные.
Общие способы рассмотрены выше.
Специальные способы классификации:
По конструктивно-эксплуатационным признакам.
При классификации приборов по назначению – различают: амперметры, вольтметры и т.д.
Не зависимо от вида электроизмерительного прибора главным источником информации об измерительной величине является сигнал измерительной информации.
Измерительные шунты и добавочные резисторы
Шунт является простейшим измерительным преобразователем тока в напряжение. Измерительный шунт представляет собой четырехзажимный резистор. Два входных зажима шунта , к которым подводится ток I , называются токовыми, а два выходных зажима, с которых снимается напряжение U, называются потенциальными.
К потенциальным зажимам шунта обычно присоединяют измерительный механизм измерительного прибора.
Измерительный ш унт характеризуется номинальным значением входного тока I ном и номинальным значением выходного напряжения U ном . Их отношение определяет номинальное сопротивление шунта :
R ш= U ном / I ном
Ш унты применяются для расширения пределов измерения измерительных механизмов по току, при этом большую часть измеряемого тока пропускают через шунт, а меньшую — через измерительный механизм. Шунты имеют небольшое сопротивление и применяются, главным образом, в цепях постоянного тока с магнитоэлектрическими измерительными механизмами.
Рис. 1. Схема соединения измерительного механизма с шунтом
На рис. 1 приведена схема включения магнитоэлектрического механизма измерительного прибора с шунтом R ш. Ток I и протекающий через измерительный механизм, связан с измеряемым током I зависимостью
I и = I (R ш / R ш + R и),
где R и — сопротивление измерительного механизма.
Если необходимо, чтобы ток I и был в n раз меньше тока I , то сопротивление шунта должно быть:
где n = I / I и — коэффициент шунтирования.
Шунты изготовляют из манганина. Если шунт рассчитан на небольшой ток (до 30 А), то его обычно встраивают в корпус прибора (внутренние шунты). Для измерения больших токов используют приборы с наружными шунтами В этом случае мощность, рассеиваемая в шунте, не нагревает прибор.
На рис. 2 показан наружный шунт на 2000 А Он имеет массивные наконечники из меди, которые служат для отвода тепла от манганиновых пластин, впаянных между ними. Зажимы шунта А и Б — токовые.
Рис 2 Наружный шунт
Измерительный механизм присоединяют к потенциальным зажимам В и Г, между которыми и заключено сопротивление шунта. При таком включении измерительного механизма устраняются погрешности от контактных сопротивлений.
Наружные шунты обычно выполняются калиброванными, т е. рассчитываются на определенные токи и падения напряжения. Калиброванные шунты должны иметь номинальное падение напряжения 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 и 300 мВ.
Для переносных магнитоэлектрических приборов на токи до 30 А внутренние шунты изготовляют на несколько пределов измерения.
На рис. 3, а, б показаны схемы многопредельных шунтов. Многопредельный шунт состоит из нескольких резисторов, которые можно переключать в зависимости от предела измерения рычажным переключателем (рис. 3, а) или путем переноса провода с одного зажима на другой (рис. 3, б).
При работе шунтов с измерительными приборами на переменном токе возникает дополнительная погрешность от изменения частоты, так как сопротивления шунта и измерительного механизма поразному зависят от частоты.
Рис.3. Схемы многопредельных измерительных шунтов: a — шунта с рычажным переключателем, б — шунта с отдельными выводами
Шунты разделяются на классы точности 0,02; 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5. Число, определяющее класс точности, обозначает допустимое отклонение сопротивления шунта в процентах его номинального значения.
Добавочные резисторы являются измерительными преобразователями напряжения в ток, а на значение тока непосредственно реагируют измерительные механизмы вольтметров.
Добавочные резисторы служат для расширения пределов измерения по напряжению вольтметров различных систем и других приборов, имеющих параллельные цепи, подключаемые к источнику напряжения. Сюда относятся, например, ваттметры, счетчики энергии, фазометры и т. д.
Добавочный резистор включают последовательно с измерительным механизмом (рис. 4). Ток I и в цепи, состоящий из измерительного механизма с сопротивлением Rи и добавочного резистора с сопротивлением Rд, составит:
где U — измеряемое напряжение.
Если вольтметр имеет предел измерения Uном и сопротивление измерительного механизма Rи и при помощи добавочного резистора Rд надо расширить предел измерения в n раз, то, учитывая постоянство тока I и, протекающего через измерительный механизм вольтметра, можно записать:
U ном / R и = n U ном / (Rи + Rд)
Рис 4. Схема соединения измерительного механизма с добавочным резистором
Добавочные резисторы изготовляются обычно из изолированной манганиновой проволоки, намотанной на пластины или каркасы из изоляционного материала. Они применяются в цепях постоянного и переменного тока.
Добавочные резисторы, предназначенные для работы на переменном токе, имеют бифилярную обмотку для получения безреактивного сопротивления.
При применении добавочных резисторов не только расширяются пределы измерения вольтметров, но и уменьшается их температурная погрешность.
В переносных приборах добавочные резисторы изготовляются секционными на несколько пределов измерения (рис. 5).
Рис. 5. Схема многопредельного вольтметра
Добавочные резисторы бывают внутренние и наружные. Последние выполняются в виде отдельных блоков и подразделяются на индивидуальные и калиброванные. Индивидуальный резистор применяется только с тем прибором, который с ним градуировался. Калиброванный резистор может применяться с любым прибором, номинальный ток которого равен номинальному току добавочного резистора.
Калиброванные добавочные резисторы делятся на классы точности 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 и 1,0. Они выполняются на номинальные токи от 0,5 до 30 мА.
Добавочные резисторы применяются для преобразования напряжений до 30 кВ.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Шунт для амперметра
Шунт нужен для того, чтобы измерять ток больший за максимально измеряемый ток прибора. Ток разделяется на две ветви, и меньшая величина тока протекает по амперметру, а большая – по шунту.
Шунт представляет собой проводник, катушку или резистор. Если шунт необходим для измерения тока меньше 30А, то его встраивают в сам амперметр. При больших токах шунт делают выносной, чтобы он не нагревал сам прибор.
Шунтирование – это процесс параллельного подключения одного элемента к другому.
Шунт подключают параллельно амперметру для расширения шкалы прибора.
При подключенном шунте часть тока, протекает мимо прибора по шунту и тем самым уменьшается нагрузка на прибор.
Расчет шунта для амперметра
Ниже приведена формула для расчета необходимого сопротивления шунта, подключаемого к амперметру для увеличения шкалы измерения.
- RА, IA – сопротивление и ток амперметра
- RШ – сопротивление шунта
- I – ток, который необходимо измерить
Если необходимо увеличить предел измеряемого тока в m раз, то можно воспользоваться следующим соотношением – RШ=(m-1)/RА.
Разберем пример, где все цифры взяты из головы и не имеют под собой справочной обоснованности.
Задача. Амперметр имеет внутреннее сопротивление 10 Ом и максимальный измеряемый ток 1 А. Какое должно быть сопротивление шунта, чтобы можно было измерить ток 100А. Как его рассчитать?
Решение. При увеличении шкалы по амперметру будет течь ток в 1А как и раньше, а по шунту потечет ток 100-1=99А. Получится, что ток будет делиться в отношении 1:99, а сопротивления будут обратно пропорциональны.
Значение слова «шунт»
ШУНТ, -а, м. Электрическая цепь, включаемая параллельно основному участку электрической цепи измерительного прибора или устройства для ослабления тока в основной цепи.
Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
- 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.
1. эл.-техн. электрическая или магнитная цепь, включаемая параллельно основному участку электрической или магнитной цепи для ответвления электрического тока (магнитного потока) от основной цепи
2. мед. прокладываемый в обход закупоренного или поврежденного участка кровеносной системы искусственный канал, по которому направляется поток крови
Фразеологизмы и устойчивые сочетания
Делаем Карту слов лучше вместе
/>Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.
Вопрос: калькодержатель — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?