Vad är ett shuntmotstånd?

Ett shuntmotstånd är en precisionsanordning som används för att mäta ström i en elektrisk krets. Även känd som en strömshunt eller en amperemetershunt, fungerar den genom att mäta spänningsfallet över ett känt motstånd. Ohms lag säger att V = I x R, eller att lösa för I, I = V / R, där I är ström, V är spänning och R är motstånd. Om motståndet är känt och spänningsfallet mäts, kan strömmen bestämmas.

Shuntmotstånd används för att mäta strömmar som potentiellt skulle skada en amperemeter. Detta kan vara ett resultat av storleken på strömmen som passerar genom kretsen eller risken för strömspikar. De har vanligtvis ett litet väldefinierat motstånd för att inte påverka strömmen de mäter. Ett shuntmotstånd ser vanligtvis annorlunda ut än ett normalt motstånd, med två stora terminaler med en eller flera metallremsor som förbinder dem. Motståndet hos en metall är omvänt proportionell mot dess tvärsnittsarea, så ju fler remsor ett shuntmotstånd har, desto lägre motstånd.

Till exempel har ett shuntmotstånd med ett motstånd på 0.001 ohm som läser ett spänningsfall på 0.02 volt en ström på 20 ampere som flyter genom sig (0.02 / 0.001 = 20). Denna mätning är inte exakt, eftersom den förlitar sig på att resistansen är strikt och konstant på 0.001 ohm. Av ett par anledningar är detta inte fallet.

För det första har själva enhetens motstånd en felmarginal. Medan ett idealiskt shuntmotstånd i exemplet ovan skulle ha exakt 0.001 ohm, finns det i verkligheten en felmarginal som kallas resistansnoggrannheten. Om man antar att det är +/- 0.25 procent skulle den uppmätta strömmen vara mellan 19.95 och 20.05 ohm (+/- 0.0025 * 20 = +/- 0.05).

För det andra producerar ström som passerar genom ett motstånd värme. Värme ändrar det faktiska motståndet hos ett shuntmotstånd. Hur mycket bestäms av enhetens motståndsdrift, vanligtvis mätt i delar per miljon (ppm) per grad av temperaturförändring. För motståndet i exemplet ovan, om man antar en temperaturförändring på 30 ppm per grad av temperatur och en temperaturförändring på 20° skulle den uppmätta strömmen vara mellan 19.988 och 20.012 ohm (+/- 30 ppm * 20 = +/- 0.012).

Förutom resistansnoggrannhet och resistansdrift kännetecknas shuntmotstånd också av märkström och märkeffekt. Strömmärket är den maximala mängd ström som kan passera genom shunten utan att skada den. Denna ström genererar värme, vilket i sin tur påverkar shuntens motstånd. Märkeffekten är den maximala mängden ström som kontinuerligt kan passera genom shunten utan att skada den eller påverka dess motstånd negativt. I allmänhet är detta 2/3 av dess nuvarande betyg.