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Como fazer um resistor de derivação

Um resistor de derivação é um resistor de valor muito baixo e alta potência que é conectado em paralelo a um medidor de faixa baixa, de modo que ajuda o medidor a aumentar substancialmente sua capacidade de medição.

Muitas vezes você pode achar difícil medir grandes correntes com um multímetro contemporâneo. Se você já pensou em comprar um shunt industrial para resolver o problema, sabe como isso pode ser caro. Embora as derivações industriais sejam bastante precisas, elas normalmente custam mais do que o circuito que podem estar monitorando!

No entanto, existe uma opção mais simples e menos cara que pode funcionar igualmente bem na maioria dos casos: você pode construir seus shunts caseiros com alguns centavos de fio e apenas um pouco de conhecimento técnico. Leva apenas alguns minutos e pode ser muito divertido!

O que é um Shunt?

Um shunt é apenas um resistor de valor extremamente baixo (geralmente menor que um ohm) que é usado para auxiliar na medição de corrente. Como visto na Fig.1, um resistor de derivação RSH é conectado em paralelo com um medidor para reduzir sua sensibilidade em um valor definido.

O shunt faz isso ignorando ou “desviando” a maior parte da corrente que passa pelo medidor. Como resultado, o resistor shunt permite converter qualquer medidor convencional barato, como um miliamperímetro de 0 -1, em, talvez, um medidor robusto de 0 a 20 amp.

Selecionando o medidor de derivação

Antes de tentar fazer seu próprio shunt, você deve primeiro adquirir um medidor de shunt apropriado. Ao escolher um medidor, procure um que esteja em boas condições de funcionamento e tenha uma escala devidamente calibrada na frente.

Por exemplo, se você precisar que o medidor meça 10 amperes em escala total, escolha um medidor com uma escala variando de 0 a 1.

Escolha um com graduação de 0 a 3 se desejar uma medição de escala completa de 30 amperes.

Resistência do medidor de derivação

Para construir um shunt, você terá que conhecer a resistência interna do seu medidor.

Como resultado, escolha um dispositivo que tenha sua resistência interna marcada. Na maioria das vezes, isso estará em pequenos caracteres na frente do medidor ou ao redor dos terminais na parte traseira.

Supondo que você já tenha um medidor, mas não saiba qual é sua resistência interna, existe um método rápido para descobrir. Pegue seu multímetro digital (DMM) e defina sua faixa de resistência máxima. Conecte o fio vermelho (positivo) do DMM ao terminal positivo do medidor analógico e o fio preto (comum) ao terminal negativo do medidor analógico.

Ao enviar uma pequena quantidade de corrente através do equipamento em teste, os multímetros digitais podem determinar a resistência interna da bobina.

Este tipo de medição não deve ser tentado com um multímetro analógico. Esses multímetros analógicos testam a resistência com uma corrente muito maior, o que pode prejudicar alguns deles.

Agora, continue testando através das faixas de resistência mais baixas do DMM (lembre-se, você começou com o máximo) até ver a agulha do medidor analógico atingindo uma leitura de escala completa.

Anote o valor no seu DMM e anote com uma caneta marcadora na parte de trás do medidor. Seja cauteloso e faça este procedimento com cuidado. É fácil destruir o medidor de mA se você se mover muito rápido e fixá-lo sem querer.

Como construir o resistor de derivação

Um pequeno pedaço de fio de cobre é usado para criar a derivação. Como qualquer fio mostrará alguma resistência, podemos utilizar esse recurso para construir um resistor de derivação.

Para construir o shunt, você deve primeiro calcular a quantidade de corrente que poderia trafegar por ele. Se o seu medidor for capaz de medir 20 amperes em escala total, por exemplo, o fio shunt deve ser capaz de transportar com segurança essa magnitude de corrente.

Vamos supor que você queira construir um shunt de 20 amp a partir de um 0-1 miliamperímetro analógico excedente com uma placa frontal graduada 0-1.

Selecione o fio de bitola mais adequado em qualquer tabela de fios de cobre na internet. É importante lembrar que quanto menor a bitola do fio, maior o diâmetro e mais corrente ele é capaz de manusear com segurança.

250 mils circulares por amp é mais que suficiente para a maioria das aplicações amadoras. Divida os mils circulares para o fio escolhido (disponível na tabela de fios de cobre) pela corrente máxima que você decidir usar através do fio, para determinar o valor de mils circulares por amp para o fio shunt:

Mils circulares por amp = (mils circulares para fio) /(corrente através do fio)

Um fio de bitola 12 tem uma área de seção transversal de 6530 mils redondos, de acordo com a tabela de fios de cobre. Obtemos 326 mils/amp circulares dividindo isso por 20 amperes, o que deve ser suficiente. O fio na faixa de bitola 12 está amplamente disponível e pode ser encontrado na maioria das lojas de ferragens. Em seguida, você pode usar a seguinte fórmula para obter a resistência do shunt:

RSH =RM /(n -1)

Onde RSH mostra a resistência de derivação, RM representa a resistência do medidor analógico, e n significa o fator de multiplicação do shunt.

Em nossa configuração, porque um miliamperímetro de 0-1 está sendo empregado e 1 miliampere = 0,001 amperes, n = 20 amperes/0,001 amperes ou 20.000.

Agora, vamos supor que a resistência interna do seu medidor analógico foi determinada em 81 ohms. A inserção deste valor de resistência e n = 20.0000 na equação acima fornece:

RSH = 81Ω/(20.000-1) = 0,00405Ω

Essa resistência parece bem pequena não é? Um shunt com tal resistência é adequado para a passagem de aproximadamente 20 amperes através dele. E para uma deflexão em escala total, isso permitirá que 0,001 amperes (1 mA) fluam através do medidor.

O comprimento do nosso shunt deve agora ser calculado. Lembre-se de que o fio de bitola 12 fornece uma resistência de 1,619 ohms/1000 pés, conforme indicado na tabela de fios de cobre. Como resultado, o comprimento do fio de derivação (LS) pode ser calculado da seguinte forma:

euS = RSH/(xΩ/1000 pés) = 0,00405/(1,619Ω/1000 pés) = 2,5 pés

Com um medidor de 0-1 mA empregado, com uma resistência interna de 81 ohms para medir 20 amperes em escala total, o fio shunt de calibre 12 deve ter 2 pés e 6 polegadas de comprimento.

Agora, a resistência de contato do medidor pode criar problemas com um fio de derivação desse comprimento. Considerando a resistência de shunt de 0,00405 ohm, mesmo uma conexão de solda sólida pode apresentar muita resistência.

Alguns fios sensores são necessários para garantir que a resistência de contato do circuito não seja incluída na resistência de derivação. No fio shunt, esses fios sensores são colocados LS separados, como ilustrado na Fig. 2.

Os fios sensores podem ser feitos de qualquer tipo de fio; o que não é crucial. Este pequeno esforço pode melhorar consideravelmente a precisão do seu shunt.

Estamos prontos para fazer nossa derivação agora.

Corte um pedaço de um metro de fio de cobre sólido de calibre 12. Com um canivete, retire o isolamento do fio, tomando cuidado para não quebrá-lo. Em seguida, faça uma medição de 2 polegadas através de uma extremidade e solde um fio sensor lá.

Meça 2 pés e 6 polegadas deste fio sensor e solde o outro fio sensor no lugar. Conforme ilustrado na Fig. 2, conecte o shunt ao amperímetro desejado e você estará pronto para ler a corrente! Se você quiser fazer o shunt um pouco menor, enrole-o no cabo de uma chave de fenda isolada ou em algum objeto idêntico, por exemplo, uma lasca de madeira.

Como calibrar o Shunt

Esta técnica pode produzir shunts altamente precisos. Mas uma maior precisão pode ser obtida calibrando o shunt para uma amostra de referência, como um medidor calibrado.

Para fazer isso, construa o circuito visto na Fig. 3. Confirme se a resistência de carga, RL, é capaz de lidar com a energia com segurança.

O autor descobriu que as lâmpadas das lanternas traseiras dos carros podem ser aplicadas como uma excelente carga para o circuito. Conecte um fio sensor na posição conforme indicado acima para calibrar o shunt.

Ligue a alimentação do circuito e mova o fio sensor do lado direito para cima e para baixo ao longo do fio de derivação até que o medidor conectado através do fio de derivação indique exatamente a mesma corrente que o medidor calibrado à esquerda.

Desligue a alimentação do circuito e conecte o segundo fio sensor exatamente nesse ponto.

Referência: https://www.learningelectronics.net/VA3AVR/gadgets/shunts/shunts.html

Hashtags: #Como #fazer #resistor #derivação
 

FONTE


Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
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