Кіріспе

Электр тогын тізбектегі нүктеге бағыттайтын құрылғы.

Шант – электр тізбегінде электр тогы үшін төмен кедергілі жол қамтамасыз етуге арналған құрылғы. Ол көбінесе жүйеден немесе компоненттен артық ток ағынын болдырмау үшін токтың бағытын өзгертуге қолданылады. Электр шанттары электр энергиясын тарату жүйелері, электр өлшеу жүйелері, автомобиль және теңіз саласында қосымша қолданылады.

Қате құрылғыны айналадан өткізу

Бір мысал – сериялы түрде қосылған шағын Рождество шамдары. Көпірлі шамдардың біріндегі қыздыру жібі күйіп кеткен кезде, толық желілік кернеу күйген шамға түседі. Бұрын жіп күйіп кетпес бұрын, жіпке параллель қосылған шунт резисторы, күйген жіпті айналып өтіп, қалған шамдардың жануына мүмкіндік береді. Дегенмен, тым көп шамдар күйсе, шунт та күюі мүмкін, сондықтан ақаулық тұсын табу үшін мультиметрді пайдалану қажет.

Фотоэлектрлік

Фотоэлектрлік құрылғыларда бұл термин күн батареясының алдыңғы және артқы жақ контактілері арасындағы қаламаған қысқа тұйықталуды сипаттау үшін жиі қолданылады, көбінесе бұл шыбықтың (кремний пластинасының) зақымдануынан туындайды.

Найзағай тоқтаушы

Газ толтырылған түтік, әсіресе найзағайдан қорғайтын құрылымда, шунт ретінде де қолданылуы мүмкін. Неон және басқа инертті газдардың электр өткізуге кедергісі жоғары болғандықтан, қалыпты жағдайда ток олар арқылы өте алмайды. Бірақ, тікелей найзағай шағылысы (мысалы, радио мұнарасының антеннасына) шунтта доға пайда болуына және үлкен мөлшердегі электр энергиясын жерге жіберуге себеп болады, соның арқасында таратушылар мен басқа да құралдар қорғалады. Найзағайдан қорғайтын тағы бір ескі түрі – тар жарық аралығын пайдалану, онда жоғары кернеу болған кезде доға секіреді. Бұл шешім төмен құнмен ерекшеленсе де, оның жоғары ояту кернеуі қорғалған тізбекпен қуатталатын қазіргі заманғы қатты күйдегі электрондық құрылғыларды тиімді қорғамайды.

Электр шуын айналып өту

Конденсаторлар жоғары жиілікті шуды жүктемеге немесе басқа схема элементтеріне тарамас бұрын жерге жіберу үшін шунт ретінде қолданылады.

Электрондық сүзгілік схемаларда пайдалану

Шант термині сүзгілерде және осыған ұқсас тізбектерде сатылы топологияда желі мен ортақ арасында қосылған компоненттерді көрсету үшін қолданылады. Бұл термин осы контексте сигналдық және кері қайтару желілері арасындағы шант компоненттерін, сигналдық желі бойымен тізбектей қосылған компоненттерден ажырату үшін пайдаланылады. Көбінесе, шант термині екінші бір компонентке параллель қосылған компонентті білдіреді. Мысалы, шант m туынды жартылай бөлігі – сүзгіні жобалаудың кескін кедергісі әдісінен алынған, көп қолданылатын сүзгі бөлігі.

Шант ретінде диодтар

Құрылғылар сигналдың немесе қуат көзінің кері полярлығына осал болған жағдайда, схеманы қорғау үшін диод қолданылуы мүмкін. Егер диод схемамен тізбекте қосылса, ол кері ток ағынын тоқтатып, қорғайды, ал егер параллель қосылса, кері қуатты қысқа тұйықтатып, сақтандырғыш немесе басқа ток шектегіш тізбектің ашылуына себеп болады. Барлық жартылай өткізгіш диодтардың шекті кернеуі болады – әдетте 0,5 вольт пен 1 вольт аралығында – осы кернеуден асып кеткен жағдайда ғана диод арқылы ток қалыпты бағытта маңызды мөлшерде ағады. Екі антипараллель шант диодты (әр бағытта ток өткізетіндей етіп) пайдалану арқылы, олар арқылы өтетін сигналды олардың шекті кернеуінен аспау үшін шектеуге болады, соның арқасында кейінгі компоненттерді артық жүктемеден қорғауға болады.

Сызбалар контурды қорғау ретінде

Егер тізбекті артық кернеуден қорғау қажет болса және қуат көзінде мұндай артық кернеу тудыруға қабілетті ақаулықтар болса, тізбек әдетте "кронштейн тізбегі" деп аталатын құрылғымен қорғалуы мүмкін. Бұл құрылғы артық кернеуді анықтағанда қуат көзі мен оның оралғысы арасында қысқа тұйықталу тудырады. Бұл кернеудің дереу төмендеуіне (құрылғыны қорғап) және токқа сезімтал құрылымды (мысалы, сақтандырғыш немесе автомат қосқыш) ашатын күшті токқа алып келеді. Бұл құрылғы "кронштейн" деп аталады, себебі оны шығыршықтарға (ашық электр өткізгіштеріне) нақты кронштейн тастаумен салыстыруға болады.

Қысқа соғыс

Соғыс кемелерінде жауынгерлік қимылдар басталғанға дейін маңызды жабдықтардың қысқа тұйықталған жалғауыштарды (шунттарды) сақтандырғыштар арқылы орнату қалыпты жағдай. Бұл жабдыққа қуатты тоқтату тиімсіз болған кезде, артық токтан қорғауды айналып өтуге мүмкіндік береді.

Құралдарды контурлы түрде жалғастыру

Келесі тарауға кіріспе ретінде, бұл сурет "шант резисторы" терминінің неге шанттау үшін қолданылатынына қарай түсінілуі керек екенін көрсетеді. Мысалда, RL резисторы жүктеме L-ге "шант резисторы" ретінде қарастырылады, себебі осы резистор жүктеме L арқылы ток айналып өтеді. RL резисторы жүктеме L-мен параллель жалғанады. Дегенмен, RM1 және RM2 резисторлары – төмен кедергілі резисторлар (суреттегідей), олар M1 және M2 аспаптары арқылы ток айналып өтуі үшін және осы аспаптарға шант резисторлары ретінде жұмыс істеуі үшін арналған. RM1 және RM2 резисторлары M1 және M2 аспаптарымен параллель жалғанады. Егер аспаптарсыз қарасақ, бұл екі резистор осы тізбекте тізбекті резисторлар деп есептеледі.

Ағымдағы өлшеуде қолдану

Амперметрлік шант токтың мәнін нақты амперметрмен тікелей өлшеуге тым үлкен болған жағдайларда өлшеуге мүмкіндік береді. Бұл жағдайда, жеке шант – өте төмен, бірақ дәл белгілі кедергісі бар резистор вольтметрмен параллель қосылады, сонда өлшенетін токтың барлығы дерлік шант арқылы өтеді (егер вольтметрдің ішкі кедергісі токтың өте аз бөлігін қабылдаса, ол ескерілмейді). Кедергі сондай етіп таңдалады, нәтижесіндегі кернеудің төмендеуі өлшенетін, бірақ тізбекті бұзбайтын деңгейде болуы керек. Шант арқылы өтетін кернеу, одан өтетін токқа пропорционалды, сондықтан өлшенген кернеуді ток мәнін тікелей көрсету үшін масштабтауға болады. Шанттар ең жоғары ток және сол ток кезіндегі кернеудің төмендеуі бойынша бағаланады. Мысалы, 500 А, 75 мВ шанттың кедергісі 150 Ом-ға тең болады, ең жоғары рұқсат етілген ток 500 ампер және осы ток кезінде кернеудің төмендеуі 75 милливольтты құрайды. Әдет бойынша, көптеген шанттар толық номиналды токпен жұмыс істегенде 50 мВ, 75 мВ немесе 100 мВ төмендетуге арналған, ал көптеген амперметрлер шант пен вольтметрден тұрады, олардың толық масштабтағы ауытқуы 50, 75 немесе 100 мВ-қа тең. Барлық шанттардың үздіксіз (2 минуттан астам) пайдалану үшін дератизациялық коэффициенті бар, ең көп таралғаны – 66%, сондықтан аталған мысал шантты 330 А-дан (және 50 мВ төмендеуімен) ұзақ пайдалануға болмайды. Бұл шектеу шанттың дұрыс жұмыс істемейтін температуралық лимиттеріне байланысты. Манганин, шанттарды жасау үшін қолданылатын кең таралған материал, 80 °C температурада жылулық дрейф басталады, 120 °C температурада жылулық дрейф маңызды проблемаға айналады, онда қателік, шанттың конструкциясына байланысты, бірнеше пайызды құрайды, ал 140 °C температурада манганин қорытпасы кернеуге байланысты қайта кристалдану нәтижесінде зақымданып, кедергінің мәні жоғары немесе төмен қарай өзгереді. Егер өлшенетін ток жоғары кернеу потенциалында болса, бұл кернеу қосылыс сымдарында да, өлшеу құралында да болады. Егер тізбек бір жағынан жерге қосылған болса, ток өлшеуіш шантты жерге қосылмаған немесе жерге қосылған өткізгішке орнатуға болады. Жерге қосылмаған өткізгіштегі шант толық тізбек кернеуіне қатысты оқшауланған болуы керек; өлшеу құралы жерден оқшауланған болуы керек немесе құралдың ішіндегі салыстырмалы түрде жоғары жалпы режимдегі кернеу мен төмен кернеу арасында кедергілік кернеуді бөліп беруші немесе оқшаулағыш күшейткішті қамтуы керек. Жерге қосылған өткізгіштегі шант шантты айналып өтетін ағысты анықтай алмауы мүмкін, бірақ ол жерге қатысты жоғары жалпы режимдегі кернеуге ұшырамайды. Жүктеме жерге тікелей жолдан алынады, бұл басқару тізбегі үшін проблемалар тудыруы мүмкін, қажетсіз эмиссияларға әкелуі мүмкін немесе екеуі де болуы мүмкін.