Использование шунта постоянного тока и делителя напряжения. Функции, область применения. Ограничения по использованию

Шунт представляет собой четырехзажимный резистор R_Ш, который вместе с измерительным механизмом (ИМ), подключенным к его потенциальным зажимам П, при помощи токовых зажимов Т включается в цепь измеряемого тока I_X. Шунт преобразует ток в падение напряжения.

Для постоянного тока уравнение преобразования имеет вид:

Коэффициент деления (шунтирования):

Это позволяет расширять пределы ИМ по току, то есть измерять токи, значительно превосходящие ток, на который рассчитан ИМ:

Шунты изготовляются из манганина и применяются почти исключительно с магнитоэлектрическими ИМ. Применять шунты для электродинамических и других ИМ нецелесообразно, поскольку эти ИМ потребляют относительно большую мощность, что приводит к необходимости иметь значительные , а следовательно и , что приводит к увеличению габаритов и массы шунтов. Применение шунтов на переменном токе приводит к погрешности, обусловленной перераспределением токов и при разных частотах из-за влияния реактивных сопротивлений ИМ и шунта.

Делители напряжения предназначены для получения определенного соотношения между входным напряжением U₁ и выходным U₂. Характеризуется коэффициентом преобразования:

Коэффициент деления n=1/S.

Используются делители для расширения пределов измерения приборов с высоким сопротивлением (ламповые и цифровые вольтметры, компенсаторы) и как элементы цепей компенсаторов.

Относительная погрешность делителя: , где ‒ отклонения действительных значений от номинальных.

Различают делители с постоянным входным сопротивлением, в которых переменным является выходное сопротивление (рис.а)и постоянным выходным сопротивлением, при переменном входном (рис.б).

Применяют также делители, позволяющие плавно регулировать коэффициент преобразования – реохорды.

Ограничения в применении резистивных делителей напряжения:

- Номинал сопротивлений делителя должен быть в 100 - 1000 раз меньше, чем номинальное сопротивление нагрузки.

- Малые значения сопротивлений, являющихся делителем напряжения, приводят к возникновению больших токов в делителе. Снижается КПД схемы из-за нагрева сопротивлений.

- Резистивный делитель напряжения нельзя использовать для подключения мощных электрических приборов: электрические машины, нагревательные элементы.