Bagaimana cara menghitung resistansi shunt? Analisis komprehensif dan panduan praktis

Dalam desain dan pengukuran sirkuit elektronik, shuntingperlawananIni adalah komponen yang umum dan penting. Hal ini terutama digunakan untuk mengukur arus dan menghitung nilai arus melalui penurunan tegangan yang dihasilkan oleh resistor shunt. Pemilihan yang wajar dan penghitungan resistor shunt yang akurat sangat penting untuk memastikan kinerja rangkaian dan akurasi pengukuran. Artikel ini akan memperkenalkan metode perhitungan resistansi shunt secara rinci untuk membantu pembaca menguasai pengetahuan yang relevan dan mengoptimalkan desain rangkaian.

Resistor Shunt mengacu pada resistor yang dihubungkan secara seri dalam suatu rangkaian untuk mengukur arus.Resistor bernilai rendahperangkat. Ini mengukur penurunan tegangan di kedua ujungnya dan kemudian menghitung arus berdasarkan hukum Ohm. Karena nilai resistansinya sangat kecil, resistor shunt memiliki dampak yang lebih kecil pada rangkaian dan cocok untuk pengukuran arus dengan presisi tinggi.

Rumus inti untuk menghitung hambatan shunt didasarkan pada hukum Ohm:

\[ R = \frac{V}{I} \]

Diantaranya, R adalah nilai resistansi shunt (satuan: ohm Ω), V adalah jatuh tegangan pada resistor shunt (satuan: volt V), dan I adalah arus yang melalui resistor (satuan: amps A). Dengan mengukur tegangan dan arus yang diketahui maka nilai resistansi shunt dapat dihitung.

Saat memilih resistor shunt, nilai resistansi perlu ditentukan berdasarkan arus maksimum dan penurunan tegangan yang diijinkan. Jika resistansi terlalu besar, penurunan tegangan akan mempengaruhi pengoperasian normal rangkaian; jika resistansi terlalu kecil, sinyal tegangan yang diukur mungkin terlalu rendah, sehingga meningkatkan kesalahan pengukuran. Secara umum, penurunan tegangan resistor shunt harus dikontrol dalam kisaran puluhan hingga ratusan milivolt.

Resistor shunt akan menghasilkan panas saat bekerja. Rumus perhitungan daya adalah:

\[ P = I^2 \kali R \]

Saat merancang, resistor dengan peringkat daya lebih tinggi dari nilai yang dihitung harus dipilih untuk menghindari kerusakan komponen atau penurunan kinerja karena kelebihan daya.

Bahan dan struktur resistor shunt akan mempengaruhi koefisien suhu dan akurasi pengukuran. Bahan resistor shunt yang umum digunakan antara lainResistensi paduan, resistor film logam, dll., dengan koefisien suhu rendah dan stabilitas yang baik, cocok untuk pengukuran presisi.

Kesalahan yang disebabkan oleh faktor-faktor seperti hambatan kabel, panjang kabel, dan suhu sekitar perlu dipertimbangkan saat mengukur. Pengkabelan yang wajar dan penggunaan metode pengukuran empat kawat dapat secara efektif mengurangi kesalahan dan meningkatkan akurasi pengukuran.

Resistor shunt harus dipasang pada posisi stabil dari titik referensi tegangan pada jalur arus rangkaian untuk menghindari pengukuran yang tidak akurat yang disebabkan oleh gangguan tegangan. Lokasi pemasangan yang umum meliputi sisi daya dan sisi beban. Pemilihan spesifik perlu didasarkan pada karakteristik sirkuit.

Asumsikan arus maksimum rangkaian adalah 10A dan penurunan tegangan yang diperbolehkan pada resistor shunt adalah 50mV. Hitung nilai resistor shunt:

\[ R = \frac{0,05V}{10A} = 0,005\Omega \]

Perhitungan daya:

\[ P = 10^2 \kali 0,005 = 0,5W \]

Oleh karena itu, resistor shunt dengan resistansi 0,005Ω dan peringkat daya minimal 1W harus dipilih untuk memastikan margin keamanan.

Perhitungan dan pemilihan resistor shunt merupakan bagian penting dalam pengukuran arus dalam desain rangkaian. Dengan memahami konsep dasar, rumus perhitungan, kebutuhan daya, dan tindakan pencegahan pemasangan, perancang dapat secara akurat memilih resistor shunt yang sesuai untuk memastikan keakuratan pengukuran dan keamanan sirkuit. Saya harap analisis dalam artikel ini dapat membantu Anda lebih memahami metode penghitungan hambatan shunt dan meningkatkan tingkat profesional desain elektronik.