Merni šant – kako radi i gde se koristi?

Мерни шант је један од најважнијих елемената који се користе у електротехници и енергетској електроници за мерење струје. Захваљујући својој једноставности, поузданости и високој прецизности, користи се у многим колима у којима је потребно сигурно и понављано мерити велике струје.

Разумевање шта је шант, како ради и где се користи је кључно за оне који се баве пројектовањем, одржавањем или дијагностиком електричних инсталација.

Шант – дефиниција и принцип рада

Шант је специјални мерни отпорник са веома малим отпором (обично делови ома) који се повезује серијски у колу кроз које тече мерена струја.

Принцип његовог рада заснован је на Омовом закону – проток струје изазива пад напона на шанту пропорционалан јачини струје. У пракси је овај напон веома мали, нпр. 75 mV при пуном опсегу струје. Због тога су уобичајене ознаке као мерни шант 50A 75mV или струјни шантови за веће опсеге, реда стотина или хиљада ампера.

Овај мали пад напона се затим може измерити помоћу волтметра или одговарајуће скалираног амперметра. Уређај затим показује вредност струје која тече кроз коло.

Шант и мерење струје

Основна намена шанта је мерење јачине струје. У пракси се истичу следеће предности:

• могућност мерења великих струја, до десетина хиљада ампера,
• прецизни прикази у DC (једносмерним) и AC (наизменичним) колима,
• једноставна конструкција и велика тачност мерења,
• сигурност употребе захваљујући изолацији мерног дела од високих струја.

У многим случајевима, мерни шант се користи заједно са амперметром, где се вредности очитавају на основу напона генерисаног отпорником шанта.

Шант и амперметар – како ради?

Амперметар сам по себи не може мерити велике струје, јер има ограничен опсег. Да би се правилно прикључио на коло, користи се шант.

Шант омогућава да кроз уређај за мерење пролази само мали део струје, док главни проток иде кроз шант отпорник. На овај начин чак и велике струје, нпр. 50A 75mV, могу се регистровати класичним аналогним или савременим дигиталним инструментима.

У пракси се каже да шант „проширује мерећи опсег амперметра“.

Шант и волтметар

Иако се најчешће повезује са амперметром, шант може радити и са волтметром. Пошто је напон на шанту пропорционалан струји, довољно је скалирати волтметар тако да његове вредности одговарају јачини струје у колу. На тај начин се једноставно формира поуздан мерни систем.

Типични параметри шанта

Шант се описује првенствено два параметра:

1. Опсег струје – максимална струја која може кроз њега проћи без ризика од оштећења или прегревања. Може бити мали вредности (неколико ампера) или веома велики (ред хиљада ампера).

2. Пад напона – обично 75 mV при максималној струји, али постоје и друге вредности.

Пример: мерни шант 50A 75mV значи да при протоку 50 ампера кроз шант отпорник долази до пада напона од 75 миливолти.

Примена мерних шантова

Мерење струје у електричним инсталацијама

Шантови се широко користе у колима са једносмерним и наизменичним струјама, где је потребно мерити струју у проводницима са великим оптерећењем. Срећу се, на пример, у дистрибутивним системима, индустријским батеријама и енергетским инсталацијама.

Електроника и аутоматизација

У електронским уређајима и системима аутоматизације шант служи као мерни елемент у контролним и заштитним колима. Захваљујући њему је могуће, на пример, регистровати струју током времена и управљати радом уређаја на основу измерених података.

Индустрија и енергетика

У индустријским погонима струјни шантови се користе за праћење великих струја у технолошким процесима, нпр. у заваривању, електролизи или напајању. Њихова висока отпорност на услове рада и тачност чине их незаменљивим у многим гранама.

Лабораторије и метрологија

У мерним лабораторијама шантови се користе за калибрацију мерних уређаја и за прецизна испитивања. Тачност мерења и стабилност параметара шанта су овде кључни.

Аналогни и дигитални шант

У класичним колима користе се аналоги шантови који раде са инструментима са казаљком. Савремена решења све више користе дигиталне шантове, који интегришу мерење струје са обрадом сигнала и могу се директно повезати на системе за надзор.

Избор и употреба шанта

При избору шанта треба обратити пажњу на:

• вредност отпора шанта,
• максималну радну струју,
• потребан пад напона (најчешће 75 mV),
• радне услове (температура, окружење, могућност кратког споја),
• тачност мерења потребну за апликацију.

Правилно повезивање шанта и избор каблова је од великог значаја за добијање прецизних очитавања.

Предности коришћења шантова

• могућност мерења великих струја без ризика од оштећења мерног уређаја,
• висока тачност мерења,
• једноставна конструкција и сигуран и поуздан рад,
• широк опсег доступних модела – од неколико ампера до вредности реда хиљада ампера,
• компатибилност са аналогним и дигиталним инструментима.

Сажетак

Мерни шант је елемент једноставне конструкције, али великог значаја за мерење струје. Захваљујући коришћењу шант отпорника малог отпора могуће је прецизно и сигурно мерити велике струје у AC и DC колима.

Користи се у амперметрима, волтметрима или модерним дигиталним системима и остаје незаменљив свуда где је важна прецизност и поузданост. Од метрологијских лабораторија, преко индустрије до енергетике – његова улога је непроцењива.

Позивамо вас да погледате нашу понуду и искористите знање наших стручњака. Заједно ћемо пронаћи решења која најбоље одговарају вашим потребама.