Como se calcula a resistência de um shunt?

Calcular a resistência de um shunt é um aspecto crucial, especialmente quando você está no ramo de fornecimento de shunts como eu. Shunts são componentes essenciais em sistemas elétricos, usados ​​para medir corrente criando uma queda de tensão conhecida. Neste blog, explicarei como calcular a resistência de um shunt e também compartilharei alguns insights da minha experiência como fornecedor de shunt.

O que é uma derivação?

Antes de mergulharmos nos cálculos, vamos examinar rapidamente o que é um shunt. Um shunt é um resistor de baixa resistência conectado em paralelo com um componente do circuito, geralmente um amperímetro. Quando a corrente flui através do circuito, uma parte da corrente passa pelo shunt. Medindo a queda de tensão no shunt, podemos calcular a corrente que flui através dele e, portanto, a corrente total no circuito.

A fórmula básica para resistência ao shunt

A fórmula de cálculo da resistência de um shunt é baseada na Lei de Ohm, que afirma que (V = IR), onde (V) é a tensão, (I) é a corrente e (R) é a resistência.

Para um shunt, sabemos a corrente que queremos medir ((I_{total})) e a queda de tensão em escala total no shunt ((V_{shunt})) para a qual projetamos. A corrente através do shunt ((I_{shunt})) é uma fração da corrente total, e a resistência do shunt ((R_{shunt})) pode ser calculada usando a fórmula:

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

Digamos que temos um shunt projetado para medir uma corrente total de (I_{total} = 100A) e tem uma queda de tensão em escala total de (V_{shunt}=75mV = 0,075V). Numa situação ideal, o shunt é projetado para lidar com uma porção significativa da corrente total. Para simplificar, se assumirmos que o shunt foi projetado para transportar totalmente (100A) (na prática, pode haver uma pequena corrente passando pelo dispositivo de medição em paralelo), então usando a Lei de Ohm:

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

Considerações Práticas no Cálculo da Resistência de Shunt

Em cenários do mundo real, há algumas coisas que você deve ter em mente ao calcular a resistência do shunt.

Efeitos da temperatura

A resistência de um shunt pode mudar com a temperatura. A maioria dos shunts é feita de materiais com um coeficiente de resistência de temperatura conhecido (TCR). Por exemplo, a manganina é um material popular para shunts porque tem um TCR muito baixo, o que significa que a sua resistência muda muito pouco com a temperatura.

Se você conhece o TCR ((\alpha)) do material shunt, a resistência a uma temperatura diferente (T_2) pode ser calculada usando a fórmula:

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

onde (R_{T_1}) é a resistência à temperatura (T_1).

Requisitos de precisão

Ao calcular a resistência do shunt, a precisão da sua medição é crucial. Pequenos erros no cálculo da resistência podem levar a erros significativos na medição da corrente. Você precisa considerar a tolerância do resistor shunt. Por exemplo, se um shunt tiver uma tolerância de (\pm 1%), a resistência real poderá variar dentro dessa faixa.

Diferentes tipos de shunts e seus cálculos de resistência

Como fornecedor de shunts, lido com vários tipos de shunts, cada um com seus próprios requisitos exclusivos para cálculo de resistência.

Derivação 100a 75mv

Este tipo de shunt é comumente usado em sistemas elétricos para medir corrente de até 100A com queda de tensão de 75mV. Como calculamos anteriormente, a resistência deste shunt é (0,75m\Omega). Esses shunts são frequentemente usados ​​em aplicações industriais onde é necessária uma medição precisa de corrente.

Shunt de Amperímetro DC

As derivações do amperímetro DC são projetadas para funcionar com circuitos de corrente contínua. O cálculo da resistência para essas derivações é semelhante ao cálculo geral da resistência da derivação. No entanto, é necessário considerar os requisitos específicos do amperímetro CC, como sua impedância de entrada. A resistência shunt deve ser escolhida de forma que não afete significativamente o funcionamento do amperímetro.

Medidor de derivação de bateria

Os medidores shunt de bateria são usados ​​para medir a corrente que entra e sai de uma bateria. A resistência dessas derivações é calculada com base na corrente máxima que a bateria pode suportar e na queda de tensão desejada na derivação. Por exemplo, se uma bateria pode fornecer uma corrente máxima de (50A) e queremos uma queda de tensão (50mV) na derivação, então a resistência da derivação é (R=\frac{0,05V}{50A}=1m\Omega).

Medindo a resistência do shunt

Depois de calcular a resistência teórica de um shunt, é importante medi-la para garantir sua precisão. Você pode usar um multímetro para medir a resistência de um shunt. No entanto, para shunts de resistência muito baixa, uma técnica de medição de quatro fios é frequentemente usada. Esta técnica ajuda a eliminar a resistência dos cabos de teste, que pode ser significativa em comparação com a resistência do shunt.

Conclusão

Calcular a resistência de um shunt é uma habilidade fundamental na indústria elétrica. Quer você seja um engenheiro que projeta um novo sistema elétrico ou um técnico que faz manutenção em um sistema existente, é crucial entender como calcular a resistência shunt. Como fornecedor de shunt, vi em primeira mão a importância do cálculo preciso da resistência shunt para garantir a operação adequada dos sistemas elétricos.

Se você está procurando shunts de alta qualidade, nós temos o que você precisa. Oferecemos uma ampla gama de shunts, incluindoDerivação 100a 75mv,Shunt de Amperímetro DC, eMedidor de derivação de bateria. Se você tiver alguma dúvida sobre o cálculo da resistência do shunt ou precisar de ajuda para escolher o shunt certo para sua aplicação, não hesite em entrar em contato. Estamos aqui para ajudá-lo com suas necessidades de aquisição e garantir que você obtenha os melhores shunts para seus projetos.

Referências

• Horowitz, P. e Hill, W. (1989). A Arte da Eletrônica. Imprensa da Universidade de Cambridge.
• Boylestad, RL e Nashelsky, L. (2002). Dispositivos Eletrônicos e Teoria de Circuitos. Salão Prentice.