De shunt

Dit is een toepassing waarbij de stroom verdeeld wordt over twee weerstanden ( in parallel ).

Waar gaat het om?

Met een ampère, (milli of micro/A) meter kan je stroom meten. De einde-schaal aanduiding hangt af van de constructie van het toestel, maar het wordt om stroom te meten altijd in SERIE met de te meten stroom geplaatst. Later zullen we wel zien hoe spanningen worden gemeten. We zien later ook hoe het mogelijk is een Ampéremeter te maken door stroom om te zetten in magnetisme. Op dit ogenblik volstaat het te weten dat een naald in functie van de stroom verder zal uitslaan. Een A/meter is des te gevoeliger als door een kleinere stroom, de naald verder uitwijkt. De weerstand van een A/meter zal tevens klein moeten zijn omdat anders over het toestel een te grote spanning zal staan (de kring of schakeling wordt te veel beïnvloed). Merk op dat alles relatief is en functie van wat men eigenlijk wenst te meten.

Het ideale stroom-meettoestel zou geen weerstand mogen hebben en een volle uitslag voor een bijna nul stroom. Wat indien de stroom in de kring groter is dan diegene die een volle uitslag vertegenwoordigt ?

Voorbeeld :

In een kring vloeit er een stroom van bv. meerdere Ampéres. Veronderstel dat het meettoestel volledig uitslaat bij een stroom van 1 mA (één duizendste van een Ampere) . Resultaat: gegarandeerde vernietiging van het toestel bij aansluiten !

Oplossing :

Het komt er op aan om maar 1 mA door de meter te laten lopen en de rest af te leiden via een andere weerstand (“shunt”) buiten het meettoestel. Een stroomdeler dus, Eureka!

Schema

Een gedeelte van de kring dat ons moet interesseren staat hier rechts. Merk de twee verschillende stromen in de kring. De totaal stroom (I totaal) splitst in I shunt (het grootste deel) en I galvanometer (Ig). Aan de uitgang vloeit terug I totaal.

Gegevens :

Ig : Stroom in de galvanometer
It  : De te meten stroom
Is : Stroom door de shunt
Rg : waarde van de weerstand van de galvanometer
Rs : waarde van de weerstand van de shunt

Berekening :

We kunnen spreken van een factor “m”: de vermenigvuldiger van de shunt. Anders uitgedrukt: de mogelijkheid van de shunt om de stroom door de galvanometer te “vermenigvuldigen”. Vermenigvuldigen is maar een manier van uitdrukken , de stroom zelf wordt niet echt vermenigvuldigd ( dit zou te mooi zijn ).

Formules (onvermijdelijk):

m : vermenigvuldiger door de shunt.

Rs : Waarde van de shuntweerstand

  

Ter verduidelijking:

1 A maximum werd gemeten in het schema links. Als de naald van de galvanometer volledig uitslaat, vloeit er 1 mA door het toestel. De eigen weerstand van de meter bedraagt 2000 Ω .

Welke waarde van shunt moeten we parallel plaatsen om een stroom van 10 A te kunnen meten?

We passen de volgende formule toe:

en we krijgen :

We stellen vast :

1 – Dat de shunt weerstand een zeer kleine waarde heeft. Die is vaak moeilijk te vinden.

2 – Dat de stroom door deze shunt zeer groot kan zijn. Hierdoor is het onontbeerlijk om een strenge keuze te maken (in waarde en in vermogen).