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Lumel B2 500A/60mV Messshunt Messstrom 500 A Spannungsabfall (num) 60 mV Nebenwiderstand 500A/60mV B2
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- Messshunt5
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- Chauvin Arnoux6Lumel5
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Shunt Widerstaende
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Lumel B2 200A/60mV Messshunt Messstrom 200 A Spannungsabfall (num) 60 mV Nebenwiderstand 200A/60mV B2
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Lumel B2 1000A/60mV Messshunt Messstrom 1000 A Spannungsabfall (num) 60 mV Nebenwiderstand 60 mV B2 1000A/60mV
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Abb. ähnlich
Lumel B2 400A/60mV Messshunt Messstrom 400 A Spannungsabfall (num) 60 mV Nebenwiderstand 400A/60mV B2
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Chauvin Arnoux Messstrom 30 A Spannungsabfall (num) 300 mV Nebenwiderstand 30 A - 300mV
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Abb. ähnlich
Lumel B2 600A/60mV Messshunt Messstrom 600 A Spannungsabfall (num) 60 mV Nebenwiderstand 600A/60mV B2
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Chauvin Arnoux Messstrom 10 A Spannungsabfall (num) 100 mV Nebenwiderstand 10 A - 100mV
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Chauvin Arnoux Messstrom 5 A Spannungsabfall (num) 100 mV Nebenwiderstand 05 A - 100mV
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Chauvin Arnoux Messstrom 1 A Spannungsabfall (num) 100 mV Nebenwiderstand 01 A - 100mV
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Chauvin Arnoux Messstrom 30 A Spannungsabfall (num) 100 mV Nebenwiderstand 30 A - 100mV
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Chauvin Arnoux Messstrom 20 A Spannungsabfall (num) 100 mV Nebenwiderstand 20 A - 100mV
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Ratgeber
Wie hoch ist der Stromverbrauch einer elektrischen oder elektronischen Schaltung? Diese Frage lässt sich in der Regel mehr oder weniger genau durch handelsübliche Amperemeter beantworten. Was aber, wenn die Stromstärke zu hoch für das Gerät ist oder einer elektronischen Überwachung bedarf, die zudem sehr präzise sein muss? Dann ist der Stromfluss durch einen Widerstand zu reduzieren, dessen Spannungsabfall den Stromkreis zur Last so wenig wie möglich beeinflusst. Und genau das macht ein Shunt-Widerstand. Hier lesen Sie, wie diese Bauelemente funktionieren, wie man sie einsetzt und welche Typen und Bauformen es gibt.
Ein Shunt-Widerstand – auch bekannt als Strommesswiderstand, Nebenwiderstand Nebenschlusswiderstand oder Shunt-Resistor – arbeitet nach einem einfachen Prinzip: Wenn Strom durch einen Widerstand fließt, fällt über ihm eine Spannung ab, und zwar proportional zur Stromstärke. Diese Beziehung wird durch das ohmsche Gesetz beschrieben, es lautet U = R · I, wobei U für die Spannung, R für den Widerstand und I für die Stromstärke steht.
Ein Shunt-Widerstand wird in Reihe zu einem Lastkreis geschaltet, durch den der zu messende Strom fließt. Aufgrund des sehr geringen Widerstandswerts eines Shunt-Widerstands ist der Spannungsabfall über ihm sehr klein, er liegt im Allgemeinen zwischen 50 und 100 Millivolt. Bei Labor-Nebenwiderständen zur Messung von Gleichströmen kann er aber auch 300 Millivolt betragen.
Der Shunt schafft somit einen Pfad mit geringerem Widerstand, damit der größte Teil des Stroms durch den Lastkreis fließen kann. Dadurch wird die Funktion des Lastkreises im Allgemeinen nicht beeinträchtigt.
Zunächst wird ein Shunt-Widerstand in Reihe mit der Last in den Stromkreis eingebaut, und zwar möglichst nah an Masse beziehungsweise am Minuspol. Der Widerstandswert ist typischerweise mit wenigen Ohm sehr niedrig, er beeinflusst daher den normalen Betrieb des Stromkreises nur unwesentlich.
Fließt der Strom durch den Widerstand, entsteht über ihm ein Spannungsabfall von einigen Millivolt. Da der Widerstandswert des Shunts bekannt und sehr gering ist, bleibt der Spannungsabfall ebenfalls niedrig, er stört daher nicht wesentlich den Gesamtbetrieb des Stromkreises.
Der Spannungsabfall über dem Shunt-Widerstand wird gemessen, zum Beispiel mit einem klassischen Voltmeter. Diese und andere Geräte zur Strommessung sind immer parallel zum Shunt anzuschließen.
Mit dem ohmschen Gesetz lässt sich nun der Strom, der durch den Shunt-Widerstand und somit durch die Last fließt, berechnen: Der gemessene Spannungsabfall wird einfach durch den bekannten Widerstandswert des Shunts geteilt.
Für genaue Strommessungen ist der Shunt-Widerstand sorgfältig auszuwählen. Es muss sichergestellt sein, dass sein Widerstandswert zum zu messenden Strombereich passt. Zu berücksichtigen ist zudem die durch den elektrischen Strom erzeugte Wärme, die der Widerstand ohne Beschädigung oder Leistungsverlust aushalten kann. Weniger kritisch ist der bei anderen Widerstandstypen relevante Temperaturkoeffizient, kurz TK. Nebenwiderstände besitzen sehr geringe TK-Werte, sie liefern somit auch bei wechselnden Umgebungstemperaturen genaue Messergebnisse.
Drahtgewickelte Typen
Ihre Bauform besteht aus einem isolierenden Kern mit umwickeltem Draht. Bekannt sind diese Shunts für ihre Präzision und Zuverlässigkeit bei hohen Strömen. Nachteilig ist jedoch eine signifikante Induktivität, die bei Strommessungen in Wechselstromkreisen problematisch sein kann.
Metallband- oder Metallfolien-Typen
Diese Widerstände werden aus einem Metallband oder einer Metallfolie hergestellt und zeichnen sich durch eine sehr geringe Induktivität und einen sehr niedrigen Temperaturkoeffizienten aus. Das prädestiniert sie für Präzisionsanwendungen.
Dickschicht- und Dünnschicht-Typen
Die Bauform von Dickschicht-Typen entsteht durch Auftragen einer Widerstandspaste auf ein Keramiksubstrat, die von Dünnschicht-Typen durch Aufdampfen oder Sputtern einer sehr dünnen Metallschicht auf ein isolierendes Substrat. Beide Ausführungen bieten eine gute Genauigkeit und sind für ihre kompakte Bauform bekannt.
SMD-Typen
SMD-Nebenwiderstände sind für die Oberflächenmontage auf Leiterplatten konzipiert. Sie bieten eine platzsparende Lösung für elektronische Schaltungen. Es gibt sie in verschiedenen Größen und Widerstandswerten, auch für eine automatisierte Bestückung.
Durchsteckmontage-Typen
Bei diesen traditionellen Nebenwiderständen erfolgt die Montage durch die Leiterplatte. Dabei werden die Anschlüsse durch die Platte geführt und auf der anderen Seite verlötet. Sie eignen sich gut für Anwendungen, bei denen eine robuste Verbindung erforderlich ist.
Barren- und Platten-Typen
Diese Shunts sind für sehr hohe Stromanwendungen gedacht und bestehen typischerweise aus einem massiven Metallblock oder einer Metallplatte. Der gewünschte Widerstandswert ergibt sich aus der sehr präzisen Bearbeitung. Diese Typen finden sich oft in Industrieanlagen und bei Energieverteilungssystemen.
Was bedeuten die Shunt-Klassen?
Die Klassen von Nebenwiderständen beziehen sich auf deren Genauigkeit beziehungsweise Toleranz. In der Messtechnik und insbesondere bei Shunt-Widerständen definiert die Klasse die zulässigen Abweichungen von spezifizierten Werten. Angegeben wird die Klasse in Prozentform. So liegt die Genauigkeit eines 100-Ohm-Nebenwiderstands der Klasse 0,2 bei 99,8 bis 102 Ohm. In der Klasse 0,5, die in der Praxis recht häufig anzutreffen ist, darf die Abweichung vom Nennwert plusminus 0,5 Prozent betragen.
Was steckt hinter der Norm DIN 43 703?
Die Norm DIN 43 703 spezifiziert die Anforderungen für Nebenwiderstände mit Nennwerten von 1 bis 20.000 Ampere und Spannungsabfälle von 60 bis 300 Millivolt für direkte Verbindungen mit Messgeräten. Definiert sind unter anderem die Abmessungen, die Materialien, die Nennwerte, die zulässigen Klassen, die Temperaturkoeffizienten und die mechanischen und elektrischen Anforderungen.
Was sind Kelvin-Anschlüsse?
Kelvin- oder auch Vierleiter-Anschlüsse sind Verkabelungsmethoden in der Strommessung. Mit ihnen sind präzise Messungen möglich, besonders bei sehr kleinen Widerständen, wie sie in Nebenwiderständen zu finden sind.
In einem Kelvin-Anschluss existieren zwei separate Paare von Leitern: Ein Paar führt den Strom durch die Last, während das andere Paar dazu dient, die Spannung über dem Widerstand zu messen. Durch die Verwendung separater Leiter für den Stromdurchgang und die Spannungsmessung kann der Widerstand der Messleitungen keinen Einfluss auf die Spannungsmessung nehmen. Messfehler durch den Spannungsabfall über den Messleitungen lassen sich damit nahezu ausschließen.