Ako vypočítate odpor bočníka?

Výpočet odporu shuntu je kľúčovým aspektom, najmä keď sa zaoberáte dodávkou shuntov ako ja. Bočníky sú základné komponenty v elektrických systémoch, ktoré sa používajú na meranie prúdu vytvorením známeho poklesu napätia. V tomto blogu vás prevediem, ako vypočítať odpor bočníka, a tiež sa podelím o niekoľko postrehov z mojej skúsenosti dodávateľa bočníkov.

Čo je Shunt?

Skôr než sa vrhneme na výpočty, rýchlo si prejdeme, čo je to skrat. Bočník je nízkoodporový odpor, ktorý je paralelne zapojený s komponentom obvodu, zvyčajne ampérmetrom. Keď prúd preteká obvodom, časť prúdu prechádza cez bočník. Meraním poklesu napätia na bočníku môžeme vypočítať prúd, ktorý ním preteká, a teda aj celkový prúd v obvode.

Základný vzorec pre odolnosť proti skratu

Vzorec na výpočet odporu bočníka je založený na Ohmovom zákone, ktorý hovorí, že (V = IR), kde (V) je napätie, (I) je prúd a (R) je odpor.

V prípade bočníka poznáme prúd, ktorý chceme merať ((I_{total})) a úplný úbytok napätia na bočníku ((V_{shunt})), pre ktorý sme navrhli. Prúd cez bočník ((I_{shunt})) je zlomkom celkového prúdu a odpor bočníka ((R_{shunt})) možno vypočítať pomocou vzorca:

(R_{shunt}=\frac{V_{shunt}}{I_{shunt}})

Povedzme, že máme bočník, ktorý je navrhnutý na meranie celkového prúdu (I_{total} = 100A) a má úplný úbytok napätia (V_{shunt}=75mV = 0,075V). V ideálnej situácii je bočník navrhnutý tak, aby zvládol značnú časť celkového prúdu. Pre jednoduchosť, ak predpokladáme, že bočník je navrhnutý tak, aby preniesol celý (100A) (v praxi môže paralelne cez meracie zariadenie prechádzať malý prúd), potom použijeme Ohmov zákon:

(R_{shunt}=\frac{0,075V}{100A}= 0,00075\Omega=0,75m\Omega)

Praktické úvahy pri výpočte odporu skratu

V scenároch reálneho sveta je pri výpočte odporu skratu potrebné mať na pamäti niekoľko vecí.

Vplyv teploty

Odpor bočníka sa môže meniť s teplotou. Väčšina bočníkov je vyrobená z materiálov so známym teplotným koeficientom odporu (TCR). Napríklad manganín je obľúbeným materiálom pre shunty, pretože má veľmi nízke TCR, čo znamená, že jeho odpor sa s teplotou mení len veľmi málo.

Ak poznáte TCR ((\alpha)) bočníka, odpor pri inej teplote (T_2) možno vypočítať pomocou vzorca:

(R_{T_2}=R_{T_1}[1+\alpha(T_2 - T_1)])

kde (R_{T_1}) je odpor pri teplote (T_1).

Požiadavky na presnosť

Pri výpočte skratového odporu je presnosť vášho merania rozhodujúca. Malé chyby vo výpočte odporu môžu viesť k významným chybám v meraní prúdu. Musíte zvážiť toleranciu bočníkového odporu. Napríklad, ak má bočník toleranciu (\pm 1 %), skutočný odpor sa môže v rámci tohto rozsahu meniť.

Rôzne typy bočníkov a výpočty ich odporu

Ako dodávateľ bočníkov sa zaoberám rôznymi typmi bočníkov, pričom každý má svoje jedinečné požiadavky na výpočet odporu.

Shunt 100a 75mv

Tento typ skratu sa bežne používa v elektrických systémoch na meranie prúdu do 100A s úbytkom napätia 75mV. Ako sme vypočítali skôr, odpor tohto bočníka je (0,75 m\ Omega). Tieto bočníky sa často používajú v priemyselných aplikáciách, kde sa vyžaduje presné meranie prúdu.

Jednosmerný ampérmeter bočník

Jednosmerné ampérmetrové bočníky sú určené na prácu s jednosmernými obvodmi. Výpočet odporu pre tieto bočníky je podobný všeobecnému výpočtu odporu bočníkov. Musíte však zvážiť špecifické požiadavky jednosmerného ampérmetra, ako je jeho vstupná impedancia. Bočný odpor by mal byť zvolený tak, aby výrazne neovplyvňoval činnosť ampérmetra.

Merač odbočenia batérie

Merač skratu batérie sa používa na meranie prúdu tečúceho dovnútra a von z batérie. Odpor týchto bočníkov sa vypočíta na základe maximálneho prúdu, ktorý batéria zvládne, a požadovaného poklesu napätia na bočníku. Napríklad, ak batéria môže dodávať maximálny prúd (50A) a chceme pokles napätia (50mV) na bočníku, potom odpor bočníka je (R=\frac{0,05V}{50A}=1m\Omega).

Meranie odporu skratu

Keď ste vypočítali teoretický odpor bočníka, je dôležité ho zmerať, aby ste zaistili jeho presnosť. Na meranie odporu skratu môžete použiť multimeter. Avšak pre bočníky s veľmi nízkym odporom sa často používa štvorvodičová meracia technika. Táto technika pomáha eliminovať odpor testovacích vodičov, ktorý môže byť významný v porovnaní s odporom skratu.

Záver

Výpočet odporu bočníka je základnou zručnosťou v elektrotechnickom priemysle. Či už ste inžinier, ktorý navrhuje nový elektrický systém, alebo technik udržiavajúci existujúci, pochopenie toho, ako vypočítať odpor skratu, je kľúčové. Ako dodávateľ bočníkov som z prvej ruky videl dôležitosť presného výpočtu odporu bočníkov pri zabezpečovaní správnej činnosti elektrických systémov.

Ak hľadáte vysokokvalitné šunty, máme pre vás pokrytie. Ponúkame široký sortiment šuntov, vrShunt 100a 75mv,Jednosmerný ampérmeter bočník, aMerač odbočenia batérie. Ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa výpočtu odporu bočníka alebo potrebujete pomoc s výberom správneho bočníka pre vašu aplikáciu, neváhajte nás kontaktovať. Sme tu, aby sme vám pomohli s vašimi potrebami v oblasti obstarávania a zabezpečili, že pre vaše projekty získate tie najlepšie skraty.

Referencie

• Horowitz, P. a Hill, W. (1989). Umenie elektroniky. Cambridge University Press.
• Boylestad, RL a Nashelsky, L. (2002). Elektronické zariadenia a teória obvodov. Prentice Hall.