Измерительные шунты и добавочные резисторы

Измерительные ш унты

К потенциальным зажимам шунта обычно присоединяют измерительный механизм измерительного прибора.

Ш унты применяются для расширения пределов измерения измерительных механизмов по току, при этом большую часть измеряемого тока пропускают через шунт, а меньшую — через измерительный механизм. Шунты имеют небольшое сопротивление и применяются, главным образом, в цепях постоянного тока с магнитоэлектрическими измерительными механизмами.

Рис. 1. Схема соединения измерительного механизма с шунтом

На рис. 1 приведена схема включения магнитоэлектрического механизма измерительного прибора с шунтом R ш. Ток I и протекающий через измерительный механизм, связан с измеряемым током I зависимостью

I и = I (R ш / R ш + R и),

где R и — сопротивление измерительного механизма.

где n = I / I и — коэффициент шунтирования.

Шунты изготовляют из манганина. Если шунт рассчитан на небольшой ток (до 30 А), то его обычно встраивают в корпус прибора (внутренние шунты). Для измерения больших токов используют приборы с наружными шунтами В этом случае мощность, рассеиваемая в шунте, не нагревает прибор.

На рис. 2 показан наружный шунт на 2000 А Он имеет массивные наконечники из меди, которые служат для отвода тепла от манганиновых пластин, впаянных между ними. Зажимы шунта А и Б — токовые.

Рис 2 Наружный шунт

Измерительный механизм присоединяют к потенциальным зажимам В и Г, между которыми и заключено сопротивление шунта. При таком включении измерительного механизма устраняются погрешности от контактных сопротивлений.

Наружные шунты обычно выполняются калиброванными, т е. рассчитываются на определенные токи и падения напряжения. Калиброванные шунты должны иметь номинальное падение напряжения 10, 15, 30, 50, 60, 75, 100, 150 и 300 мВ.

Для переносных магнитоэлектрических приборов на токи до 30 А внутренние шунты изготовляют на несколько пределов измерения.

На рис. 3, а, б показаны схемы многопредельных шунтов. Многопредельный шунт состоит из нескольких резисторов, которые можно переключать в зависимости от предела измерения рычажным переключателем (рис. 3, а) или путем переноса провода с одного зажима на другой (рис. 3, б).

При работе шунтов с измерительными приборами на переменном токе возникает дополнительная погрешность от изменения частоты, так как сопротивления шунта и измерительного механизма поразному зависят от частоты.

Рис.3. Схемы многопредельных измерительных шунтов: a — шунта с рычажным переключателем, б — шунта с отдельными выводами

Шунты разделяются на классы точности 0,02; 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5. Число, определяющее класс точности, обозначает допустимое отклонение сопротивления шунта в процентах его номинального значения.

Добавочные резисторы являются измерительными преобразователями напряжения в ток, а на значение тока непосредственно реагируют измерительные механизмы вольтметров.

Добавочные резисторы служат для расширения пределов измерения по напряжению вольтметров различных систем и других приборов, имеющих параллельные цепи, подключаемые к источнику напряжения. Сюда относятся, например, ваттметры, счетчики энергии, фазометры и т. д.

Добавочный резистор включают последовательно с измерительным механизмом (рис. 4). Ток I и в цепи, состоящий из измерительного механизма с сопротивлением Rи и добавочного резистора с сопротивлением Rд, составит:

где U — измеряемое напряжение.

Если вольтметр имеет предел измерения Uном и сопротивление измерительного механизма Rи и при помощи добавочного резистора Rд надо расширить предел измерения в n раз, то, учитывая постоянство тока I и, протекающего через измерительный механизм вольтметра, можно записать:

U ном / R и = n U ном / (Rи + Rд)

Рис 4. Схема соединения измерительного механизма с добавочным резистором

Добавочные резисторы изготовляются обычно из изолированной манганиновой проволоки, намотанной на пластины или каркасы из изоляционного материала. Они применяются в цепях постоянного и переменного тока.

Добавочные резисторы, предназначенные для работы на переменном токе, имеют бифилярную обмотку для получения безреактивного сопротивления.

При применении добавочных резисторов не только расширяются пределы измерения вольтметров, но и уменьшается их температурная погрешность.

В переносных приборах добавочные резисторы изготовляются секционными на несколько пределов измерения (рис. 5).

Рис. 5. Схема многопредельного вольтметра

Добавочные резисторы бывают внутренние и наружные. Последние выполняются в виде отдельных блоков и подразделяются на индивидуальные и калиброванные. Индивидуальный резистор применяется только с тем прибором, который с ним градуировался. Калиброванный резистор может применяться с любым прибором, номинальный ток которого равен номинальному току добавочного резистора.

Калиброванные добавочные резисторы делятся на классы точности 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 и 1,0. Они выполняются на номинальные токи от 0,5 до 30 мА.

Добавочные резисторы применяются для преобразования напряжений до 30 кВ.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Для чего применяются шунты

В электронике и электротехнике часто можно услышать слово «шунт», «шунтирование», «прошунтировать». Слово «шунт» к нам пришло с буржуйского языка: shunt — в дословном переводе «ответвление», «перевод на запасной путь». Следовательно, шунт в электронике — это что-то такое, что «примыкает» к электрической цепи и «переводит» электрический ток по другому направлению. Ну вот, уже легче).

По сути дела шунт представляет из себя простой резист ор который имеет маленькое сопротивление, проще говоря, низкоомный резистор. И как бы это ни странно звучало: шунт является простейшим преобразователем силы тока в напряжение. Но как это возможно? Да оказывается все просто!

Как работает шунт

Итак, имеем простой шунт. Кстати, на схемах он обозначается как резистор. И это неудивительно, потому что это и есть низкоомный резистор.

Условимся считать, что ток у нас постоянный и течет из пункта А в пункт Б. На своем пути он встречает шунт и почти беспрепятственно течет через него, так как сопротивление шунта очень маленькое. Не забываем, что электрический ток характеризуется такими параметрами, как Сила тока и Напряжение. Через шунт электрический ток протекает с какой-то силой ( I ), в зависимости от нагрузки цепи.

Помните Закон Ома для участка электрической цепи? Вот, собственно и он:

Сопротивление шунта у нас всегда постоянно и не меняется, попросту говоря «константа». Падение напряжение на шунте мы можем узнать, замерив вольтметром как на рисунке:

Значит, исходя из формулы

и делаем простой до ужаса вывод: показания на вольтметре будут тем больше, чем бОльшая сила тока будет протекать через шунт.

Так что же это значит? А это значит, что мы спокойно можем рассчитать силу тока, протекающую по проводу АБ ;-). Все гениальное — просто! И самое замечательное знаете что? Нам даже не надо использовать амперметр ;-).

Вот такой принцип действия шунта. И чаще всего этот принцип используется как раз для того, чтобы расширить пределы измерения измерительных приборов.

Виды шунтов

Промышленные амперметры выглядят вот так:

На самом же деле, как бы это странно ни звучало — это вольтметры. Просто их шкала нарисована (проградуирована) уже с расчетом по закону Ома. Короче говоря, показывает напряжение, а счет идет в Амперах ;-).

На одном из них можно увидеть предел измерения даже до 100 Ампер. Как вы думаете, если поставить такой прибор в разрыв электрической цепи и пропустить силу тока, ну скажем, Ампер в 90, выдержит ли тоненький провод измерительной катушки внутри амперметра? Думаю, пойдет белый густой дым). Поэтому такие измерения проводят только через шунты.

А вот, собственно, и промышленные шунты:

Те, которые справа внизу могут пропускать через себя силу тока до килоАмпера и больше.

К каждому промышленному амперметру в комплекте идет свой шунт. Для начала использования амперметра достаточно собрать шунт с амперметром вот по такой схеме:

В некоторых амперметрах этот шунт встраивается прямо в корпус самого прибора.

Работа шунта на практическом примере

В гостях у нас самый что ни на есть обыкновенный промышленный шунт для амперметра:

Сзади можно прочитать его маркировку:

Как же прочитать характеристику такой маркировки? Здесь все просто! Это означает, что если протекающая сила тока через шунт будет 20 Ампер, то падение напряжения на шунте будет 75 милливольт.

0,5 — это класс точности. То есть сколько мы замерили — это значение будет с погрешностью 0.5% от измеряемой величины. То есть допустим, мы замеряли падение напряжения 50 милливольт. Погрешность измерения составит 50 плюс-минус 0,25. Такой точности вполне хватит для промышленных и радиоэлектронных нужд ;-).

Итак, у нас имеется простая автомобильная лампочка накаливания на 12 Вольт:

Выставляем на Блоке питания напряжение в 12 Вольт, и цепляем нашу лампочку. Лампочка зажигается и мы сразу же видим, какую силу тока она потребляет, благодаря встроенному амперметру в блоке питания. Кушает наша лампа 1,7 Ампер.

Предположим, у нас нету встроенного амперметра в блоке питания, но нам надо знать, какая все-таки сила тока проходит через лампочку. Для этого собираем простенькую схемку:

И замеряем падение напряжения на самом шунте. Получилось 6,3 милливольта.

Так как мы знаем, что при 20 Амперах напряжение на шунте будет 75 милливольт, то какая сила тока будет проходить через шунт, если падение напряжения на нем составит 6,3 милливольта? Вспоминаем училку по математике Марьиванну и решаем простенькую пропорцию за 5-ый класс 😉

Вспоминаем, что показывал наш блок питания?

Погрешность в 0,02 Ампера! Думаю, это можно списать на погрешность приборов).

Так как радиолюбители в основном используют малое напряжение и силу тока в своих электронных безделушках, то можно применить этот принцип и в своих разработках. Для этого достаточно будет взять низкоомный резистор и использовать его как датчик силы тока). Как говорится » голь на выдумку хитра» 😉

Что такое шунт в электронике и видео про это:

Где купить шунт

Почти такой же шунт, как у меня в статье, можно заказать на Али по этой ссылке:

Источник

Что такое шунт, или сброс крови

В разделе о нормальном кровообращении и строении сердца мы говорили, что сердце — четырехкамерный насос, перекачивающий кровь двух кругов кровообращения: большого и малого. Эти круги между собой связаны только на уровне капилляров — на периферии и в легких (в большом круге кровь в капиллярах отдает кислород и принимает углекислый газ, в легких происходит обратный процесс — отдача углекислоты и насыщение крови кислородом).

На всем остальном протяжении сообщений между кругами нет. Но, если такое сообщение все же имеется, тогда, естественно, кровь из системы с более высоким давлением частично направляется в систему с более низким давлением. Такое сообщение между кругами называют — это слово, означающее обход главного русла потока, применяют не только в медицине, но и в технике.

Шунты, т.е. соединения между кругами кровообращения, в организме могут существовать как внутри, так и вне полостей сердца. Изначально они существуют у нормально развивающегося в матке плода и выполняют важнейшие функции: поскольку легкие растущего плода, находящегося в матке, не работают, кровь должна идти в обход малого круга. Это — так называемые физиологические шунты, кровоток через которые прекращается тотчас или вскоре после рождения ребенка и его первого вдоха. А жидкость, как и газ, как и электрический ток, находящиеся в постоянно движущемся потоке, всегда, хотя бы частично, потекут туда, где меньше сопротивление. В жидкости это касается той части потока, которая расположена ближе к месту шунта. Так возникает сброс. В кругах кровообращения — этот сброс крови внутри замкнутой системы двух кругов.

Цитируется по книге Г. Э. Фальковский, С. М. Крупянко. Сердце ребенка. Книга для родителей о врожденных пороках сердца

Источник

Шунтирование сердца: что это такое, как проходит операция, прогноз жизни

Из статьи вы узнаете особенности операции по шунтированию сосудов сердца, показания и противопоказания, возможные осложнения, реабилитация, прогноз жизни.

Что такое шунтирование сердца?

Шунтирование коронарных сосудов сердца – это оперативное вмешательство на открытом сердце, когда для сердечного кровотока формируется обходной путь, минуя пораженные артерии.

Выполняют операцию АКШ с помощью фрагментов других сосудов пациента, которые чаще всего берут с нижних конечностей. Хирургическое вмешательство проводится только в специализированных клиниках высококвалифицированными кардиохирургами, с которым вместе работает трансфузиолог, обеспечивающий искусственное кровообращение. Надо отметить, что принцип этой сложной операции был разработан советским врачом Владимиром Демиховым в шестидесятые годы прошлого столетия.

Разновидности

В зависимости от того, какой именно сосуд используется для обходного пути, шунтирование сердца бывает двух видов:

АКШ, в свою очередь, делится на:

При МКШ используют внутреннюю грудную артерию.

Кроме того, есть деление шунтирования на:

Показания к операции

Шунтирование пораженных сосудов сердца проводят при стенозе артерий, вызывающем ишемию. Чаще всего причиной является атеросклероз, когда просвет артерий перекрывается атеросклеротическими бляшками, или тромбоз. Именно эти патологии – основные показания к оперативному вмешательству. Дополнительное обследование проводят при:

Противопоказания

Не выполняется операция АКШ в следующих случаях:

Есть и относительные противопоказания для проведения шунтирования:

ОИМ рассматривается в качестве противопоказания на усмотрение врача.

Подготовка к вмешательству

Основа подготовки к операции по АКШ – коронарография, процедура, досконально исследующая рельеф эндотелия коронаров. Для ее проведения и последующего детального обследования пациента госпитализируют в стационар. Для осуществления коронарографии специальные катетеры вводят в левую и правую коронарные артерии, через них – рентгенконтраст. Затем рентгеновские лучи сканируют эндотелий. Процедура позволяет точно установить локализацию и степень сужения сосуда, при этом пациент получает высокую дозу облучения. Кроме того, манипуляцию нельзя выполнить, если есть аллергия на йод (рентгеноконтраст).

Поэтому, кроме коронарографии применяют КТ-коронарографию. Она более точна, дорогостояща, но исключает облучение. Правда, контраст все также необходим, и человек с весом более 120 кг в аппарат не убирается.

Если при обследовании выявлено сужение артерий более чем на 75%, назначается АКШ, чтобы минимизировать риск ОИМ или его рецидив. Кроме коронарографии необходимы: ОАК, ОАМ, общая биохимия, коагулограмма, липидограмма, ЭКГ, ЭхоКГ, УЗИ органов брюшной полости.

Если пациент принимает антикоагулянты, их прием согласовывается с врачом: обычно на две недели делают перерыв перед операцией. Другие группы фармакологических средств тоже требуют согласования с врачом.

За сутки перед аортокоронарным шунтированием пациента осматривает анестезиолог, коррелируя наркоз с ростом, весом, возрастом оперируемого, индивидуальной непереносимостью лекарств. Накануне вмешательства пациенту проводят седацию (прием седативных). Обязательно:

Ход операции

Для проведения шунтирования сердца врачу нужно рассечь грудину, которая потом долго срастается, что обуславливает длительность реабилитационного периода. В зависимости от вида АКШ используют или не используют аппарат искусственного кровообращения. Сердце не останавливают, если не требуется дополнительных манипуляций: удаление аневризмы, замена клапанов. Шунтирование на работающем сердце обладает преимуществами: нет осложнений со стороны иммунной системы, крови; время вмешательства меньше; реабилитация быстрее.

Суть операции – создание обходного пути. Для этого: хирург открывает доступ к сердцу, берет сосуд для шунта, если сердце останавливается, проводят кардиоплегию и включают аппаратуру искусственного кровотока. Если сердце работает, на область вмешательства накладывают специальные приспособления. Само шунтирование представляет сшивание сосудов: один конец шунта соединяют с аортой, второй – с коронаром, который расположен ниже стеноза. После этого снова запускают сердце, отключают аппаратуру. Грудину крепят металлическими скобами, кожу на груди – обычными швами. Шунтирование длится около четырех часов.

Осложнения

Часто после оперативного вмешательства у пациента возникает чувство боли, жара, дискомфорта за грудиной. Это не повод для паники, нужно сообщить об этом врачу, который назначит купирующие препараты. Самые частые осложнения после шунтирования сосудов сердца: застой в легких, анемия, перикардит и другие воспалительные процессы, флебит близлежащих к шунту вен, иммунные нарушения (при остановке сердца), аритмии.

Для предупреждения застойных явлений в легких рекомендуется до 20 раз/день надувать воздушные шарики. Анемия купируется специальной диетой, при необходимости – гемотрансфузиями. Лечение других осложнений индивидуально для каждого пациента.

Реабилитация

Период восстановления длительный. Две недели после шунтирования нельзя мыться, поскольку раны обширные, есть риск вторичного инфицирования. Ежедневно – перевязки, обработка антисептиками. Полгода нужно будет носить грудной бандаж, чтобы не разошлись швы на грудине.

Средняя реабилитация – около трех месяцев. За этот период нормализуется кровь и кровоток, заживет грудина. Оценочный тест на возможность полноценной жизни – нагрузочный (например, велоэргометрия).

Результаты, прогноз

АКШ не устраняет причину ишемии, она дарит время для нормальной жизни без боли, одышки, аритмии. Однако без кардинального изменения образа жизни качественный период улучшения не продлится долго. Он напрямую коррелируется соблюдением рекомендаций врача, отказом от вредных привычек, правильным питанием. Шунт из вен ноги в среднем служит около 10 лет, из предплечья – пять. При нарушении правил ЗОЖ – всего год.

Что лучше: стент или шунт?

Если сравнить две методики коррекции ишемии и гипоксии миокарда через питающие мышцу сосуды, то становятся очевидными достоинства и недостатки стентирования и шунтирования сосудов сердца:

Рекомендации образа жизни после операции

Коронарное шунтирование – надежный способ профилактики инфаркта, приступов стенокардии, поскольку ликвидирует ишемию на десятилетия. Однако шунт способен сужаться, у каждого пятого пациента это происходит спустя год, а через 10 лет – в 100%. Чтобы минимизировать такую возможность, следует придерживаться семи правил:

Стоимость

С 2018 года аортокоронарное шунтирование входит в систему государственных гарантий, то есть проводится по полису ОМС. Условием является первичное направление от участкового врача. Оперативное вмешательство выполняется во всех государственных медицинских организациях соответствующего уровня. При отсутствии возможности осуществить АКШ на региональном уровне, используют направление в федеральные медицинские центры.

Если аортокоронарное шунтирование сердца пациент хочет провести в какой-то определенной частной клинике или за рубежом, компенсация за лечение ему не полагается. Средняя стоимость операции в Москве составляет 120 000 рублей, Санкт-Петербурге – 85 000 рублей, Казани – 32 500 рублей.

Подчеркнем еще раз, что шунтирование проводится на открытом сердце, что требует специального оборудования, высокой квалификации врача и специализированного стационара.

Источник