Что такое шунт на генераторе

Что такое шунт на генераторе

В электронике и электротехнике часто можно услышать слово “шунт”, “шунтирование”, “прошунтировать”. Слово “шунт” к нам пришло с буржуйского языка: shunt – в дословном переводе “ответвление”, “перевод на запасной путь”. Следовательно, шунт в электронике – это что-то такое, что “примыкает” к электрической цепи и “переводит” электрический ток по другому направлению. Ну вот, уже легче).

По сути дела шунт представляет из себя простой резист ор который имеет маленькое сопротивление, проще говоря, низкоомный резистор. И как бы это ни странно звучало: шунт является простейшим преобразователем силы тока в напряжение. Но как это возможно? Да оказывается все просто!

Как работает шунт

Итак, имеем простой шунт. Кстати, на схемах он обозначается как резистор. И это неудивительно, потому что это и есть низкоомный резистор.

Условимся считать, что ток у нас постоянный и течет из пункта А в пункт Б. На своем пути он встречает шунт и почти беспрепятственно течет через него, так как сопротивление шунта очень маленькое. Не забываем, что электрический ток характеризуется такими параметрами, как Сила тока и Напряжение. Через шунт электрический ток протекает с какой-то силой ( I ), в зависимости от нагрузки цепи.

Помните Закон Ома для участка электрической цепи? Вот, собственно и он:

Сопротивление шунта у нас всегда постоянно и не меняется, попросту говоря “константа”. Падение напряжение на шунте мы можем узнать, замерив вольтметром как на рисунке:

Значит, исходя из формулы

и делаем простой до ужаса вывод: показания на вольтметре будут тем больше, чем бОльшая сила тока будет протекать через шунт.

Так что же это значит? А это значит, что мы спокойно можем рассчитать силу тока, протекающую по проводу АБ ;-). Все гениальное – просто! И самое замечательное знаете что? Нам даже не надо использовать амперметр ;-).

Вот такой принцип действия шунта. И чаще всего этот принцип используется как раз для того, чтобы расширить пределы измерения измерительных приборов.

Виды шунтов

Промышленные амперметры выглядят вот так:

На самом же деле, как бы это странно ни звучало – это вольтметры. Просто их шкала нарисована (проградуирована) уже с расчетом по закону Ома. Короче говоря, показывает напряжение, а счет идет в Амперах ;-).

На одном из них можно увидеть предел измерения даже до 100 Ампер. Как вы думаете, если поставить такой прибор в разрыв электрической цепи и пропустить силу тока, ну скажем, Ампер в 90, выдержит ли тоненький провод измерительной катушки внутри амперметра? Думаю, пойдет белый густой дым). Поэтому такие измерения проводят только через шунты.

А вот, собственно, и промышленные шунты:

Те, которые справа внизу могут пропускать через себя силу тока до килоАмпера и больше.

К каждому промышленному амперметру в комплекте идет свой шунт. Для начала использования амперметра достаточно собрать шунт с амперметром вот по такой схеме:

В некоторых амперметрах этот шунт встраивается прямо в корпус самого прибора.

Работа шунта на практическом примере

В гостях у нас самый что ни на есть обыкновенный промышленный шунт для амперметра:

Сзади можно прочитать его маркировку:

Как же прочитать характеристику такой маркировки? Здесь все просто! Это означает, что если протекающая сила тока через шунт будет 20 Ампер, то падение напряжения на шунте будет 75 милливольт.

0,5 – это класс точности. То есть сколько мы замерили – это значение будет с погрешностью 0.5% от измеряемой величины. То есть допустим, мы замеряли падение напряжения 50 милливольт. Погрешность измерения составит 50 плюс-минус 0,25. Такой точности вполне хватит для промышленных и радиоэлектронных нужд ;-).

Итак, у нас имеется простая автомобильная лампочка накаливания на 12 Вольт:

Выставляем на Блоке питания напряжение в 12 Вольт, и цепляем нашу лампочку. Лампочка зажигается и мы сразу же видим, какую силу тока она потребляет, благодаря встроенному амперметру в блоке питания. Кушает наша лампа 1,7 Ампер.

Предположим, у нас нету встроенного амперметра в блоке питания, но нам надо знать, какая все-таки сила тока проходит через лампочку. Для этого собираем простенькую схемку:

И замеряем падение напряжения на самом шунте. Получилось 6,3 милливольта.

Так как мы знаем, что при 20 Амперах напряжение на шунте будет 75 милливольт, то какая сила тока будет проходить через шунт, если падение напряжения на нем составит 6,3 милливольта? Вспоминаем училку по математике Марьиванну и решаем простенькую пропорцию за 5-ый класс 😉

Читайте также:  Как зарегистрироваться в яндекс картах бесплатно

Вспоминаем, что показывал наш блок питания?

Погрешность в 0,02 Ампера! Думаю, это можно списать на погрешность приборов).

Так как радиолюбители в основном используют малое напряжение и силу тока в своих электронных безделушках, то можно применить этот принцип и в своих разработках. Для этого достаточно будет взять низкоомный резистор и использовать его как датчик силы тока). Как говорится ” голь на выдумку хитра” 😉

Где купить шунт

Почти такой же шунт, как у меня в статье, можно заказать на Али по этой ссылке:

3. Автомобильный генератор. Реле-регулятор

Генератор является основным источником электрической энергии и служит для питания потребителей во время работы двигателя и заряда аккумуляторной батареи. На изучаемых автомобилях устанавливают генераторы переменного тока.

Генератор переменного тока (рис. 75) состоит из статора, ротора, двух крышек и вентилятора. Статор набирают из листов электротехнической стали, изолированных друг от друга лаком; это сделано для уменьшения потерь на вихревые токи. На внутренней поверхности статора имеются пазы, в которые укладывают катушки, разделенные на три группы по шесть штук в каждой. Катушки в группе соединены между собой последовательно, а группы катушек — звездой. Одним концом все три группы соединены между собой, а вторые концы каждой группы выведены к выпрямителю. С обеих сторон статор закрыт крышками из сплава алюминия, в которых на подшипниках установлен ротор.

Ротор генератора состоит из электромагнита, имеющего шесть пар полюсов на стальном валу. Внутри сердечников полюсов помещена катушка возбуждения, концы которой припаяны к двум медным контактным кольцам. К кольцам прижимаются щетки, установленные в щеткодержателях.

При включенном зажигании обмотка возбуждения питается от аккумуляторной батареи постоянным током, создавая магнитное поле.

Трехфазный ток, индуктируемый в обмотках статора, подводится к выпрямителю, который состоит из шести кремниевых диодов, собранных внутри задней крышки генератора. Выпрямители служат для выпрямления трехфазного переменного тока в постоянный. На генераторе имеются три вывода: один из них положительный ( + ), второй шунт (Ш) и третий выведен на массу (—). По мере увеличения частоты вращения ротора, когда напряжение тока генератора станет большим, чем напряжение тока аккумуляторной батареи, обмотка возбуждения будет питаться током генератора. Э.д.с. генератора зависит от частоты вращения ротора, а также от размеров магнитного потока обмотки возбуждения.

Применение генераторов переменного тока позволяет уменьшить габаритные размеры, вес генератора и повысить надежность, сохранив или даже увеличив его мощность по сравнению с генераторами постоянного тока. Для поддержания постоянного напряжения при изменяющихся частоте вращения ротора генератора, нагрузки и температуры служит реле-регулятор.. На изучаемых автомобилях устанавливают полупроводниковые контактно-транзисторные и бесконтактно-транзисторные реле-регуляторы.

Контактно-транзисторный реле-регулятор (ГАЗ-53А) (рис. 76) состоит из двух электромагнитных реле (регулятора напряжения и реле защиты), транзистора, трех диодов и резисторов.

Регулятор напряжения состоит из сердечника с одной обмоткой и одной парой контактов. При работе генератора ток в обмотку возбуждения поступает через транзистор. Если напряжение не превышает допустимого, ток через транзистор поступает без ограничения. С увеличением напряжения сердечник регулятора напряжения намагничивается настолько, что якорек притягивается и контакты смыкаются, транзистор при этом не пропускает тока и в обмотку возбуждения ток поступает через добавочные резисторы, напряжение "падает" и контакты вновь размыкаются. Этот процесс повторяется о большой частотой. Напряжений генератора поддерживается на уровне 12,5. 13,0 В.

Реле защиты служит для защиты транзистора от большой силы тока при коротком замыкании в цепи обмотки возбуждения генератора. При превышении силы тока расчетной величины контакты реле защиты смыкаются и через транзистор ток на обмотку возбуждения генератора не поступает, а проходит через добавочный резистор. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока генератор будет перегружен. Реле защиты состоит из сердечника и трех обмоток: последовательной обмотки <ПО), вспомогательной обмотки (ВО), удерживающей обмотки (УО) и одной пары замыкающих контактов. Транзистор является усилителем и служит для управления током возбуждения генератора (током электромагнита) совместно с регулятором напряжения.

Диоды пропускают ток только в одном направлении. Каждый из установленных диодов имеет свое назначение: диод Дос не пропускает тока самоиндукции в цепь, диод Др разделяет цепи контактов реле напряжения и реле защиты и диод Дг (гасящий диод) замыкает ток самоиндукции в обмотках реле.

Реле-регулятор имеет три клеммы: ВЗ — присоединена к выключателю зажигания, Ш реле — к Ш генератора и М — к массе.

Надежность работы рассмотренного реле-регулятора повышена за счет того, что несмотря на большой ток возбуждения через контакты проходит его незначительная часть, благодаря этому искрение между ними уменьшается и повышается их долговечность.

Читайте также:  Прикольные клички для людей

Недостатком контактно-транзисторного реле-регулятора является изменение упругости пружины, а следовательно, и нарушение регулировки его. Этот недостаток исключен в бесконтактно-транзисторных реле-регуляторах РР-350 (ЗИЛ-130) (рис. 77) и РР-356 (КамАЗ).

Основным элементом этого реле является стабилитрон Д1, который управляет тремя транзисторами: регулирующим ТЗ — работающим в режиме усиления, входным 77 у выполняющим функции усиления и формирования импульсов, и Т2 — включенным в усилительный контур. В реле имеется измерительная цепь, состоящая из входного делителя напряжения и стабилитрона. Одно плечо делителя имеет чисто омическое сопротивление, а второе — омическое и индуктивное.

Если напряжение генератора после выпрямления меньше расчетного, то стабилитрон Д1 не пропускает ток и входной транзистор 77 закрыт, так как к базе и эмиттеру приложен положительный потенциал. Закрытое со- . стояние транзистора 77 обеспечивает прохождение тока базы промежуточного транзистора Т2: от клеммы « + » выпрямителя к « + » ВЗ и далее через эмиттер— база транзистора Т2 и резистор R5. Транзистор Т2 при этом открыт и по цепи: « + » выпрямителя, диод ДЗ,эмиттер база транзистора ТЗ, диод Д2, эмиттер — коллектор транзистора Т2, резистор R6 идет ток базы выходного транзистора ТЗ, необходимый для поддержания его открытого состояния. Таким образом, когда напряжение выпрямленного тока меньше заданного, транзистор 77 закрыт, а транзисторы Т2 и ТЗ открыты, что обеспечивает прохождение максимального тока в обмотку возбуждения генератора рт положительной клеммы выпрямителя через диод ДЗ, через эмиттер — коллектор транзистора ТЗ, минуя дополнительный резистор.

При превышении расчетного напряжения выпрямленного тока стабилитрон Д1 проводит ток и, следовательно, входной транзистор 77 открыт, так как по цепи « + » выпрямителя, эмиттер — база транзистора 77, стабилитрон Д1, резистор делителя, «масса» идет ток, обеспечивающий его открытое состояние. Сопротивление транзистора 77 минимальное, а потенциал базы транзистора Т2 оказывается выше потенциала его эмиттера. Транзистор Т2 закрыт. Ток коллектора транзистора Т2 равен нулю, т. е. прерывается основная цепь прохождения тока базы выходного транзистора ТЗ. Следовательно, транзистор ТЗ также закрыт и ток в обмотку возбуждения генератора поступает через дополнительный резистор.

При работе регулятора стабилитрон Д1 попеременно находится в проводящем и непроводящем состоянии; соответственно этому транзистор 77 отпирается и запирается, а транзисторы Т2 и ТЗ запираются и отпираются.

Сила тока возбуждения при этом попеременно уменьшается и увеличивается, оставаясь средней.

Регулятор с генератором соединяются проводами с закрытыми фиксирующими штепсельными разъемами, чем исключается короткое замыкание проводов на «массу». Принцип действия бесконтактно-транзисторного реле-регулятора РР-356 аналогичен описанному. Особенностью этого реле-регулятора является то, что он рассчитан на работу с генератором на 28 В и имеет два стабилитрона и два кремниевых транзистора, с более высокой стойкостью к перегреву и обеспечивающих более длительный срок эксплуатации.

На автомобиле генератор и аккумуляторная батарея включены параллельно. Когда напряжение генератора больше напряжения аккумуляторной батареи, ток от генератора через выпрямитель наряду с питанием потребителей заряжает аккумуляторную батарею.

Если напряжение генератора становится ниже напряжения аккумуляторной батареи, ток для питания потребителей течет от аккумуляторной батареи, но в генератор не поступает, так как его не пропустят диоды выпрямителя.

Генераторы переменного тока обладают свойством самоограничения максимальной силы тока. Самоограничение силы тока достигается за счет того, что при увеличении тока нагрузки возрастает ток в катушках обмотки статора, что сопровождается увеличением магнитного потока статора. Так как магнитный поток статора противодействует магнитному потоку ротора, результирующий магнитный поток уменьшается, что приводит к уменьшению индуктируемой э.д.с,

Ограничение тока также происходит за счет того, что при увеличении частоты вращения ротора повышается частота тока в обмотках катушки статора, что, в свою очередь, увеличивает индуктивное сопротивление обмотки,

В электронике и электротехнике часто можно услышать слово “шунт”, “шунтирование”, “прошунтировать”. Слово “шунт” к нам пришло с буржуйского языка: shunt – в дословном переводе “ответвление”, “перевод на запасной путь”. Следовательно, шунт в электронике – это что-то такое, что “примыкает” к электрической цепи и “переводит” электрический ток по другому направлению. Ну вот, уже легче).

По сути дела шунт представляет из себя простой резист ор который имеет маленькое сопротивление, проще говоря, низкоомный резистор. И как бы это ни странно звучало: шунт является простейшим преобразователем силы тока в напряжение. Но как это возможно? Да оказывается все просто!

Читайте также:  Игры на андроид управление с клавиатуры

Как работает шунт

Итак, имеем простой шунт. Кстати, на схемах он обозначается как резистор. И это неудивительно, потому что это и есть низкоомный резистор.

Условимся считать, что ток у нас постоянный и течет из пункта А в пункт Б. На своем пути он встречает шунт и почти беспрепятственно течет через него, так как сопротивление шунта очень маленькое. Не забываем, что электрический ток характеризуется такими параметрами, как Сила тока и Напряжение. Через шунт электрический ток протекает с какой-то силой ( I ), в зависимости от нагрузки цепи.

Помните Закон Ома для участка электрической цепи? Вот, собственно и он:

Сопротивление шунта у нас всегда постоянно и не меняется, попросту говоря “константа”. Падение напряжение на шунте мы можем узнать, замерив вольтметром как на рисунке:

Значит, исходя из формулы

и делаем простой до ужаса вывод: показания на вольтметре будут тем больше, чем бОльшая сила тока будет протекать через шунт.

Так что же это значит? А это значит, что мы спокойно можем рассчитать силу тока, протекающую по проводу АБ ;-). Все гениальное – просто! И самое замечательное знаете что? Нам даже не надо использовать амперметр ;-).

Вот такой принцип действия шунта. И чаще всего этот принцип используется как раз для того, чтобы расширить пределы измерения измерительных приборов.

Виды шунтов

Промышленные амперметры выглядят вот так:

На самом же деле, как бы это странно ни звучало – это вольтметры. Просто их шкала нарисована (проградуирована) уже с расчетом по закону Ома. Короче говоря, показывает напряжение, а счет идет в Амперах ;-).

На одном из них можно увидеть предел измерения даже до 100 Ампер. Как вы думаете, если поставить такой прибор в разрыв электрической цепи и пропустить силу тока, ну скажем, Ампер в 90, выдержит ли тоненький провод измерительной катушки внутри амперметра? Думаю, пойдет белый густой дым). Поэтому такие измерения проводят только через шунты.

А вот, собственно, и промышленные шунты:

Те, которые справа внизу могут пропускать через себя силу тока до килоАмпера и больше.

К каждому промышленному амперметру в комплекте идет свой шунт. Для начала использования амперметра достаточно собрать шунт с амперметром вот по такой схеме:

В некоторых амперметрах этот шунт встраивается прямо в корпус самого прибора.

Работа шунта на практическом примере

В гостях у нас самый что ни на есть обыкновенный промышленный шунт для амперметра:

Сзади можно прочитать его маркировку:

Как же прочитать характеристику такой маркировки? Здесь все просто! Это означает, что если протекающая сила тока через шунт будет 20 Ампер, то падение напряжения на шунте будет 75 милливольт.

0,5 – это класс точности. То есть сколько мы замерили – это значение будет с погрешностью 0.5% от измеряемой величины. То есть допустим, мы замеряли падение напряжения 50 милливольт. Погрешность измерения составит 50 плюс-минус 0,25. Такой точности вполне хватит для промышленных и радиоэлектронных нужд ;-).

Итак, у нас имеется простая автомобильная лампочка накаливания на 12 Вольт:

Выставляем на Блоке питания напряжение в 12 Вольт, и цепляем нашу лампочку. Лампочка зажигается и мы сразу же видим, какую силу тока она потребляет, благодаря встроенному амперметру в блоке питания. Кушает наша лампа 1,7 Ампер.

Предположим, у нас нету встроенного амперметра в блоке питания, но нам надо знать, какая все-таки сила тока проходит через лампочку. Для этого собираем простенькую схемку:

И замеряем падение напряжения на самом шунте. Получилось 6,3 милливольта.

Так как мы знаем, что при 20 Амперах напряжение на шунте будет 75 милливольт, то какая сила тока будет проходить через шунт, если падение напряжения на нем составит 6,3 милливольта? Вспоминаем училку по математике Марьиванну и решаем простенькую пропорцию за 5-ый класс 😉

Вспоминаем, что показывал наш блок питания?

Погрешность в 0,02 Ампера! Думаю, это можно списать на погрешность приборов).

Так как радиолюбители в основном используют малое напряжение и силу тока в своих электронных безделушках, то можно применить этот принцип и в своих разработках. Для этого достаточно будет взять низкоомный резистор и использовать его как датчик силы тока). Как говорится ” голь на выдумку хитра” 😉

Где купить шунт

Почти такой же шунт, как у меня в статье, можно заказать на Али по этой ссылке:

Ссылка на основную публикацию
Что такое селфи википедия
Се́лфи (англ. selfie , от «self» — сам, себя; русские эквиваленты — «себя́шка», «самостре́л» — считаются просторечными [1] ) —...
Что делать если завис телефон андроид
Что делать, если завис Андроид и не реагирует не на что? В этой статье мы посмотрим четыре простых способа как...
Что дают за рейтинговые бои
В кои-то веки разработчики решили прислушаться к мнению игроков и ввести в Варфейс рейтинговые матчи. Теперь каждый игрок, достигший 26...
Что такое серийный номер продукта
Все варианты «товарных» EPC, без исключения, имеют в себе поле для хранения серийного номера того конкретного объекта (товара или упаковки),...
Adblock detector