Ampermeetri šundi arvutamine

Mõisted ja valemid

Šunt on takistus, mis ühendatakse ampermeetri klemmidega (paralleelselt instrumendi sisetakistusega), et suurendada mõõtmisvahemikku. Mõõdetud vool I jagatakse vahel mõõtmise šunt (rsh, Ish) ja ampermeeter (ra, Ia) pöördvõrdeline nende takistustega.

Šundi takistus rsh = ra x Ia / (I-Ia).

Mõõtmisvahemiku suurendamiseks n korda peaks šundi takistus olema rsh = (n-1) / ra

Näited

1. Elektromagnetilisel ampermeetril on sisemine takistus ra = 10 Ohm ja mõõtepiirkond on kuni 1 A. Arvutage šundi takistus rsh, et ampermeeter saaks mõõta voolu kuni 20 A (joonis 1).

Riis. 1.

Mõõdetud vool 20 A jaguneb vooluks Ia = 1 A, mis voolab läbi ampermeetri ja vooluks Ish, mis voolab läbi šundi:

I = Ia + Ish.

Seetõttu on šundi läbiv vool Ish = I-Ia = 20-1 = 19 A.

Mõõdetud vool I = 20 A tuleb jagada suhtega Ia: Ish = 1:19.

Sellest järeldub, et haru takistused peavad olema pöördvõrdelised vooludega: Ia: Ish = 1 / ra: 1 / rsh;

Ia: Ish = rsh: ra;

1:19 = rw: 10.

Šundi takistus rsh = 10/19 = 0,526 oomi.

Šundi takistus peab olema 19 korda väiksem ampermeetri takistusest ra, et seda läbiks vool Ish, mis on 19 korda suurem kui ampermeetrit läbiv vool Ia = 1 A.

2. Magnetoelektrilise milliampermeetri šundita mõõtevahemik on 10 mA ja sisetakistus 100 oomi. Kui suur peaks olema šundi takistus, kui seade mõõdab voolu kuni 1 A (joonis 2)?

Riis. 2.

Nõela täieliku läbipainde korral läbib vool Ia = 0,01 A milliampermeetri pooli ja šundi Ish:

I = Ia + Ish,

kust Ish = I-Ia = 1-0,99 A = 990 mA.

Voolutugevus 1 A jagatakse pöördvõrdeliselt takistustega: Ia: Ish = rsh: ra.

Sellest suhtest leiame šundi takistuse:

10: 990 = rsh: 100; rsh = (10 × 100) / 990 = 1000/990 = 1,010 oomi.

Noole täieliku kõrvalekalde korral läbib seadet vool Ia = 0,01 A, vool Ish = 0,99 A läbi šundi ja vool I = 1 A.

Voolu I = 0,5 A mõõtmisel läbib šundi voolutugevus Ish = 0,492 A ja ampermeetrit vool Ia = 0,05 A. Nool kaldub poolele skaalale.

Mis tahes voolutugevusega 0 kuni 1 A (valitud šundiga) jagatakse harude voolud suhtega ra: rsh, st. 100: 1,01.

3. Ampermeetri (joonis 3) sisetakistus rа = 9,9 oomi ja selle šundi takistus on 0,1 oomi. Milline on seadmes mõõdetud voolutugevuse 300 A ja šundi suhe?

Riis. 3.

Lahendame ülesande kasutades Kirchhoffi esimest seadust: I = Ia + Ish.

Samuti Ia: Ish = rsh: ra.

Siit

300 = Ia + Ish;

Ia: Ish = 0,1: 9,9.

Teisest võrrandist saame voolu Ia ja asendame selle esimeses võrrandis:

Ia = 1/99xIsh;

300 = 1 / 99xIsh + Ish;

Ishx (1 + 1/99) = 300;

Ishx100 / 99 = 300;

Ish = 300 / 100 × 99 = 297 A.

Seadme vool Ia = I-Ish = 300-297 = 3 A.

Mõõdetud koguvoolust läbib ampermeetrit vool Ia = 3 A ja šunti Ish = 297 A.

Ampermeetri šunt

4. Ampermeeter, mille sisetakistus on 1,98 oomi, annab noole täieliku läbipainde voolutugevusel 2 A. Vajalik on mõõta voolu kuni 200 A. Millise takistusega peaks šunt ühendama paralleelselt seadme klemmidega on?

Selles ülesandes suurendatakse mõõtmisvahemikku 100 korda: n = 200/2 = 100.

Šundi nõutav takistus rsh = rа / (n-1).

Meie puhul on šundi takistus: rsh = 1,98 / (100-1) = 1,98 / 99 = 0,02 oomi.