Shunt de mesure – comment fonctionne-t-il et où est-il utilisé ?

Shunt de mesure est l’un des éléments les plus importants utilisés en électrotechnique et en électronique de puissance pour mesurer le courant. Grâce à sa simplicité, sa fiabilité et sa grande précision, il est utilisé dans de nombreux circuits où il est nécessaire de mesurer des courants élevés de manière sûre et répétable.

Comprendre ce qu’est un shunt, comment il fonctionne et où il est utilisé est essentiel pour ceux qui conçoivent, entretiennent ou diagnostiquent des installations électriques.

Shunt – définition et principe de fonctionnement

Un shunt est une résistance de mesure spéciale à très faible résistance (généralement des fractions d’ohm), qui se connecte en série dans le circuit où circule le courant mesuré.

Son principe de fonctionnement repose sur la loi d’Ohm : le passage du courant provoque une chute de tension sur le shunt proportionnelle à l’intensité du courant. En pratique, cette tension est très faible, par exemple 75 mV à pleine échelle. C’est pourquoi on utilise fréquemment des désignations telles que shunt de mesure 50A 75mV ou shunts de courant pour des plages plus importantes, de l’ordre de centaines ou de milliers d’ampères.

Cette faible chute de tension peut ensuite être mesurée à l’aide d’un voltmètre ou d’un ampèremètre correctement calibré. Ainsi, l’instrument indique la valeur du courant circulant dans le circuit.

Shunt et mesure du courant

L’utilisation principale du shunt est la mesure de l’intensité du courant. On distingue plusieurs avantages importants :

• possibilité de mesurer des courants élevés, jusqu’à plusieurs dizaines de milliers d’ampères,
• lectures précises dans les circuits DC (courant continu) et AC (courant alternatif),
• simplicité de construction et grande précision de mesure,
• sécurité d’utilisation grâce à l’isolation de la partie de mesure par rapport aux courants élevés.

Dans de nombreux cas, le shunt de mesure est utilisé avec un ampèremètre, la lecture des valeurs se faisant à partir de la tension générée par la résistance du shunt.

Shunt et ampèremètre – comment ça fonctionne ?

L’ampèremètre seul ne peut pas mesurer des courants élevés, car il a une plage limitée. Pour le connecter correctement au circuit, on utilise un shunt.

Le shunt permet de faire passer uniquement une petite partie du courant à travers l’instrument de mesure, le courant principal circulant par la résistance du shunt. Ainsi, même de fortes intensités, par exemple 50A 75mV, peuvent être enregistrées par des instruments analogiques classiques ou des appareils numériques modernes.

On dit en pratique que le shunt «élargit la plage de mesure de l’ampèremètre».

Shunt et voltmètre

Bien qu’il soit le plus souvent associé à l’ampèremètre, le shunt peut également fonctionner avec un voltmètre. Comme la tension sur le shunt est proportionnelle au courant, il suffit de calibrer le voltmètre pour que ses indications correspondent à l’intensité du courant dans le circuit. Cela permet de créer facilement un système de mesure fiable.

Paramètres typiques du shunt

Le shunt est principalement décrit par deux paramètres :

1. Plage de courant – le courant maximum pouvant le traverser sans risque de dommage ou de surchauffe. Cela peut être de petites valeurs (quelques ampères) ou très élevées (des milliers d’ampères).

2. Chute de tension – généralement 75 mV au courant maximal, mais d’autres valeurs existent.

Par exemple, un shunt de mesure 50A 75mV signifie qu’un courant de 50 ampères traversant la résistance du shunt provoquera une chute de tension de 75 millivolts.

Applications du shunt de mesure

Mesure du courant dans les installations électriques

Le shunt est couramment utilisé dans les circuits de courant continu et courant alternatif, où il est nécessaire de mesurer le courant dans des câbles fortement chargés. On le trouve dans les systèmes de distribution, les batteries industrielles et les installations énergétiques.

Électronique et automatisation

Dans les dispositifs électroniques et les systèmes d’automatisation, le shunt sert d’élément de mesure dans les circuits de contrôle et de protection. Grâce à lui, il est possible, par exemple, d’enregistrer le courant dans le temps et de contrôler le fonctionnement des appareils sur la base des données mesurées.

Industrie et énergie

Dans les installations industrielles, les shunts de courant sont utilisés pour surveiller les courants élevés dans les processus technologiques, tels que le soudage, l’électrolyse ou les systèmes d’alimentation. Leur grande résistance aux conditions de travail et leur précision les rendent indispensables dans de nombreux secteurs.

Laboratoires et métrologie

Dans les laboratoires de mesure, les shunts sont utilisés pour la calibration des instruments de mesure et la réalisation d’études précises. La précision de mesure et la stabilité des paramètres du shunt sont essentielles.

Shunt analogique et numérique

Dans les circuits classiques, on utilise des shunts analogiques, qui fonctionnent avec des instruments à aiguille. Les solutions modernes utilisent de plus en plus des shunts numériques, qui intègrent la mesure du courant avec le traitement du signal et peuvent se connecter directement aux systèmes de surveillance.

Choix et utilisation du shunt

Lors du choix d’un shunt, il faut prendre en compte :

• la valeur de résistance du shunt,
• le courant maximal de fonctionnement,
• la chute de tension requise (souvent 75 mV),
• les conditions de fonctionnement (température, environnement, risque de court-circuit),
• la précision de mesure nécessaire pour l’application.

Un raccordement correct du shunt et le choix des câbles sont essentiels pour obtenir des lectures précises.

Avantages de l’utilisation des shunts

• possibilité de mesurer des courants élevés sans risque d’endommager l’instrument,
• grande précision de mesure,
• construction simple et fonctionnement sûr et fiable,
• large gamme de modèles disponibles – de quelques ampères à plusieurs milliers d’ampères,
• compatibilité avec les instruments analogiques et numériques.

Conclusion

Le shunt de mesure est un élément de construction simple mais d’une grande importance pour la mesure du courant. Grâce à l’utilisation d’une résistance shunt de faible valeur, il est possible de mesurer avec précision et en toute sécurité de forts courants dans des circuits AC et DC.

Utilisé dans des ampèremètres, voltmètres ou des systèmes modernes numériques, le shunt reste indispensable partout où la précision et la fiabilité sont importantes. Des laboratoires de métrologie à l’industrie et à l’énergie – son rôle est inestimable.

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