مقاومت شنت چیست؟ انواع مدار و محاسبه شانت

مقاومت شنت به عنوان جزئی در مدار تعریف می شود که مسیری با مقاومت کم ایجاد می کند تا جریان الکتریکی بیشتری را از مدار عبور دهد. معمولاً یک مقاومت شنت از ماده‌ای تشکیل شده است که دارای ضریب مقاومت پایین در دمای پایین است.

مقاومت‌ های شنت معمولاً در دستگاه‌ های اندازه‌ گیری جریان ( آمپرمتر ) استفاده می‌ شوند. در آمپرمتر، مقاومت شنت به صورت موازی متصل می شود و آمپرمتر به صورت سری به یک دستگاه یا مدار متصل می شود.

مقاومت شنت چگونه کار می کند؟

مقاومت شنت پایداری کمی دارد و یک مسیر با مقاومت کم ارائه می دهد تا ماکزیمم جریان از مدار عبور کند.

مقاومت شنت از قانون اهم برای اندازه گیری جریان استفاده می کند. پایداری مقاومت شنت مشخص است و به صورت موازی با آمپرمتر متصل می شود. بنابراین، ولتاژ مقدار ثابتی است.

اگر ولتاژ را در مقاومت شنت اندازه گیری کنیم، می توانیم جریان عبوری از دستگاه را با معادله قانون اهم اندازه گیری کنیم:

اندازه گیری جریان با مقاومت شنت

آمپرمتری را در نظر بگیرید که دارای مقاومت Ra و جریان بسیار کم Ia است. همچنین، یک مقاومت شنت Rs موازی با Ra خواهیم داشت.

دیاگرام مدار در شکل زیر نشان داده شده است.

کل جریانی که از منبع وارد مدار می شود I است. این جریان به دو مسیر تقسیم می شود.

طبق قانون جریان کیرشهف (KCL) داریم:

که در این معادله:

• Is = جریان عبوری‌ از مقاومت Rs (جریان شنت) است.
• Ia = جریان عبوری از مقاومت Ra است.

مقاومت شنت Rs موازی با مقاومت Ra است، بنابراین افت ولتاژ در هر دو مقاومت برابر است:

N نسبت کل جریان l است.

ساخت مقاومت شنت

مقاومت شنت را می توان با سیم های مسی بسیار نازک ساخت. طول و اندازه مقاومت شنت به مقاومت مورد نیاز شما بستگی دارد.

پایداری مقاومت شنت محدوده آمپرمتر را تعیین می کند.

اگر از سیم مسی 10 AWG (قطر 2.59 میلی متر) استفاده می کنید، مقاومت این سیم 0.9989 اهم در هر 1000 فوت است. این مقاومت ممکن است با توجه به کیفیت سیم مسی تغییر کند.

بنابراین، قبل از استفاده از مقاومت مطمئن شوید که آن مقاومت شنت مورد نیاز شما می باشد. برای محاسبه طول سیم مورد نیاز برای یک مقدار شنت خاص، می توان از معادله زیر استفاده کرد.

به عنوان مثال، اگر به مقاومت شنت 0.5mΩ  نیاز دارید و از 10 سیم AWG استفاده می کنید، مقادیر بالا را در این معادله قرار دهید، که داریم:

کاربرد های مقاومت شنت

• یک مقاومت شنت در مدار الکتریکی برای محافظت در برابر اضافه ولتاژ استفاده می شود.
• در دستگاه اندازه گیری جریان استفاده می شود.
• بجای قطعات معیوب استفاده می شود. (وقتی تعدادی از قطعات به صورت سری به هم متصل می شوند، اگر یک جزء کار نکند، کل مدار قطع می شود. در این شرایط، مقاومت شنت، بجای قطعه خراب استفاده می شود تا عملکرد مدار ادامه یابد.)
• برای جلوگیری از مشکل نویز فرکانس بالا از یک مقاومت شنت با خازن در مدار استفاده می شود.
• در مدارهای کنترل حفاظت اضافه بار از جمله منابع تغذیه استفاده می شود.

روش محاسبه مقاومت شنت

معمولاً در دستگاه اندازه گیری جریان از یک مقاومت شنت استفاده می شود. اندازه مقاومت شنت محدوده آمپرمتر را تعیین می کند.

اندازه مقاومت شنت به حداکثر مقدار جریان بستگی دارد و با افت ولتاژ در حداکثر میزان جریان محاسبه می شود.

فرض کنید یک مقاومت شنت برای حداکثر جریان 100 آمپر و افت ولتاژ 50 میلی ولت طراحی شده است. معمولاً، افت ولتاژ در ماکزیمم جریان برابر با 50 میلی ولت، 75 میلی ولت یا 100 میلی ولت است.

در این مثال، می‌ توانیم پایداری مقاومت شنت را با استفاده از قانون اهم محاسبه کنیم: