ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ШУНТИРУЮЩЕГО И ДОБАВОЧНОГО РЕЗИСТОРОВ

В данной работе следует рассмотреть определение сопротивления шунтирующего и добавочного резисторов. Чтобы определить эти сопротивления, покажем на примере и решим следующую задачу. Эти сопротивления необходимо подключить к магнитоэлектрическому миллиамперметру с током полного отклонения, который обозначается как I0, внутренним сопротивлением R0, и числом делений шкалы α, чтобы измерить ток I и напряжение U. Нужно вычислить постоянные амперметра и вольтметра, а также их чувствительности.

Перед решением задачи введем обозначения величин, которые даны в этой задаче

Ток полного отклонения предназначенных для включения через калиброванные добавочные сопротивления, при нормальной температуре не должен отличаться от указанного на шкале на величину, превышающую половину допустимой основной погрешности.

Внутренние сопротивления миллиамперметров и источников, используемых в лабораторной работе, малы, поэтому в расчетах их значением можно пренебречь. В действительности же они существуют, поэтому расчетная сила тока будет отличаться от опытной.

Напряжение электрического поля ‒ физическая величина, значение которой равно отношению работы эффективного электрического поля, совершаемой при переносе пробного электрического заряда из точки A в точку B, к величине пробного заряда.

Цена деления определяется количеством единиц входной величины содержащая в одном делении шкалы. Общее число делений шкалы выбирают таким, чтобы цена деления составила целое число единиц изменений.

Шунт ‒ это сопротивление, включаемое последовательно в измеряемую цепь, а амперметр подключается к нему параллельно.

Добавочное сопротивление включают последовательно с вольтметром.

Чувствительность ‒ свойство средств измерений определяется отношением изменения выходного сигнала к вызвавшего к изменению измерений величины.

Постоянная прибора ‒ это разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.

Коэффициент шунтирования n показывает, во сколько раз измеряемый ток больше тока в измерительной катушке.

m ‒ коэффициент, показывающий, во сколько раз увеличивается предел измерения вольтметра с добавочным сопротивлением.

U0 ‒ напряжение измерительного механизма.

Ток полного отклонения I0 =50 мА;

Внутреннее сопротивление R0 =2,6 кОм;

Напряжение U =400 В;

Число делений шкалы α =100 дел.

В данной задаче нужно найти следующие величины

Сопротивление добавочного резистора Rд, кОм;

Чувствительность амперметра SА, дел/А;

Постоянная прибора (амперметра) CА, А/дел;

Чувствительность вольтметра SВ, дел/В;

Постоянная прибора (вольтметра) CВ, В/дел.

Итак, сопротивление шунтирующего резистора определяется по следующей формуле:

Прежде чем найти сопротивление шунтирующего резистора, найдем коэффициент шунтирования по следующей формуле:

Зная коэффициент шунтирования n, найдем Rш по выше написанной формуле:

Запишем формулу чувствительности амперметра и найдем её:

Найдем постоянную прибора (амперметра) по следующей формуле:

Итак, сопротивление добавочного резистора определяется по формуле:

Где m‒ коэффициент расширения предела, который можно найти по формуле:

Так как неизвестно, его можно найти по заданным данным:

Найденное и данное в условии задачи подставим в выше написанную формулу и находим коэффициент расширения m:

Зная коэффициент расширения предела и внутренние сопротивление вольтметра, найдем сопротивление добавочного резистора :

Запишем формулу и найдем по ней чувствительность вольтметра:

Найдем постоянную прибора (вольтметра) по формуле:

Таким образом, имеем

Сопротивление шунтирующего резистора Rш =136,8 Ом;

Сопротивление добавочного резистора Rд =5,46 кОм;

Чувствительность амперметра SА =100 дел/А;

Постоянная прибора (амперметра) CА =0,01 А/дел;

Чувствительность вольтметра SВ =0,25 дел/В;

Постоянная прибора (вольтметра) CВ =4 В/дел.

Источник

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

Коронарное шунтирование

Аортокоронарное шунтирование — хирургическое вмешательство, к которому прибегают для лечения тяжелой ишемической болезни сердца. Во время операции хирург создает новый путь для притока крови к сердечной мышце, в обход заблокированной коронарной артерии. За счет улучшения кровоснабжения миокарда пациент избавляется от симптомов стенокардии, улучшается его общее состояние. Аортокоронарное шунтирование помогает предотвратить повторные инфаркты, продлить жизнь больного.

Операция на сердце — серьезное хирургическое вмешательство. В настоящее время существуют миниинвазивные технологии, которые помогают существенно снизить риски, сократить период восстановления. Некоторых пациентов в силу тех или иных причин все же приходится оперировать открытым способом, через большой разрез. Многие пациенты из России предпочитают лечиться в зарубежных клиниках, где работают ведущие кардиохирурги, применяются наиболее современные технологии.

Специалисты компании Меднави помогут вам подобрать подходящую клинику за границей, попасть на лечение к лучшим врачам. Свяжитесь с нами: +7 (495) 023-10-24

В каких случаях показано хирургическое вмешательство?

К аортокоронарному шунтированию прибегают в следующих случаях:

Решение о необходимости операции в каждом случае принимают индивидуально. Для того чтобы оценить состояние сердца и венечных артерий, проводят ЭКГ, ЭХО-кардиографию (УЗИ сердца), стресс-тесты (оценивают, как меняется работа сердца после физических нагрузок или введения медикаментозных препаратов), коронарографию (рентгенографию с введением в коронарные артерии контрастного раствора).

Разновидности аортокоронарного шунтирования

На данный момент существуют разные варианты хирургических операций:

Открытые операции (через разрез)

Такие вмешательства выполняют через большой разрез длиной около 25 см. Операция может продолжаться от 3 до 6 часов, в зависимости от количества заблокированных артерий. Открытое вмешательство выполняют одним из двух способов:

Несмотря на то, что современная хирургия ориентирована на минимально инвазивные вмешательства, при ишемической болезни сердца все же в некоторых случаях открытая операция становится единственным выходом. Например, к ней прибегают, если нарушен кровоток в одной из крупных артерий, или заблокировано несколько сосудов.

Во время открытого вмешательства пересекают кости грудной клетки, а затем, чтобы они успешно срослись, устанавливают металлические скобы.

Преимущества: при большом разрезе у хирурга есть доступ к нужному участку сердца, и он может лучше контролировать процесс.

Недостатки: риск кровотечения, инфекции раны, высокая травматичность, длительный восстановительный период.

Миниинвазивная операция

Во время такого вмешательства хирург делает небольшие (7–8 см) разрезы в межреберных промежутках и через них выполняет шунтирование. В большинстве случаев такие операции не требуют применения аппаратов искусственного кровообращения. Обычно к эндоскопическим вмешательствам прибегают, когда заблокированы коронарные артерии в передней части сердца.

Преимущества: минимальная травматизация тканей и кровопотеря, небольшие разрезы, короткий период реабилитации — пациент восстанавливается примерно в 2 раза быстрее, чем после открытых вмешательств.

Недостатки: миниинвазивные операции более сложны, требуют более высокой квалификации хирурга, их можно выполнить не всегда.

Роботическая операция TECAB

Шунтирование с применением робота Да Винчи — это хирургия «через замочную скважину». В стенке грудной клетки пациента делают проколы размерами около 1 см, через них вводят видеокамеру и специальные инструменты. Хирурги управляет «руками» робота с помощью пульта и видит происходящее на экране.

При эндоскопических операциях вместо аппарата искусственного кровообращения применяют стабилизаторы — устройства, которые позволяют остановить работу только того участка сердца, на котором проводится вмешательство.

Преимущества: этот вид шунтирования наименее травматичный, после него пациенты быстро восстанавливаются (из стационара можно выписаться уже через три дня) и возвращаются к привычной жизни.

Недостатки: далеко не во всех клиниках есть оборудование для таких вмешательств и врачи, которые умеют с ним работать. Роботизированная хирургия подходит не для всех пациентов. Один из важнейших факторов, определяющих возможность применения TECAB — расположение заблокированной артерии.

Чего ожидать после аортокоронарного шунтирования?

Многое зависит от того, насколько успешно проведена операция, но очень сильно на результат лечения влияет и реабилитационный период. Его общая продолжительность составляет около месяца, и в течение этого времени пациент должен добросовестно соблюдать рекомендации врача.

В течение недели после операции пациент должен находиться в стационаре, под наблюдением врача.

Рана заживает в течение 2–3 недель. После открытой операции нужно носить специальный бандаж, он поможет предотвратить расхождение и инфицирование швов.

Через месяц пациент может вернуться к привычной жизни. Можно заниматься повседневными делами, водить машину, вести половую жизнь. Но по-прежнему противопоказаны интенсивные физические нагрузки. Рекомендуется пройти курс восстановительного лечения в санатории.

Через 4 месяца полностью срастаются кости грудной клетки. Врач назначает контрольный осмотр, ЭКГ, УЗИ сердца, чтобы оценить эффективность лечения.

Можно ли летать на самолете после аортокоронарного шунтирования?

Людям с сердечно-сосудистыми заболеваниями в целом не рекомендуются авиаперелеты из-за высоких перепадов давления. В каждом конкретном случае лечащий врач должен оценить состояние пациента и назначить медикаментозные препараты, которые помогут снизить риск проблем во время перелета.

Стоимость операции в разных странах

Полная стоимость лечения складывается из следующих пунктов:

Стоимость аортокоронарного шунтирования в Израиле и Германии

Чаще всего пациенты из России предпочитают именно эти страны, так как тут самый высокий показатель успешно проведенных операций — 90%.

Грузия

Грузинские клиники привлекательны тем, что стоимость операции здесь ощутимо ниже, чем в Германии и Израиле, в то же время, в Грузии есть высококвалифицированные врачи, современное оборудование, на высоте сервис в частных клиниках. Еще один плюс Грузии в том, что это соседнее по отношению к России государство, поэтому туда удобно добираться, особенно жителям приграничных регионов.

Турция

Турция привлекательна для российских пациентов высоким качеством и демократичной стоимостью медицинских услуг. Аортокоронарное шунтирование в турецких клиниках обойдется примерно на 30% дешевле, чем в Израиле или Германии. Тут выполняют как открытые, так и миниинвазивные вмешательства, на работающем сердце и с применением аппаратов искусственного кровообращения.
Стоимость операции в Турции: от 9 000 евро.

Южная Корея

Уровень системы здравоохранения в Южной Корее ничем не уступает таковому в западных странах. Здесь есть и опытные высококлассные кардиохирурги, и современное оборудование, которое позволяет на высоте выполнять сложные хирургические вмешательства. При этом стоимость ниже, чем в западных клиниках.
Цена операции в Южной Корее: от 12 000 евро.

Испания

Испания — относительно недорогая страна для медицинского туризма, при этом уровень медицины здесь, как и в других клиниках Европы, на высоте.
Стоимость операции в Испании: от 18 000 евро.

В США медицинское обслуживание на порядок выше, чем во многих европейских клиниках. Понятное дело, за лечение у ведущих врачей и сервис высочайшего уровня придется немало заплатить. Кроме того, пациентам, решившимся лечиться в Америке, предстоит перелет на большое расстояние.

Россия

В настоящее время в России есть клиники, где можно получить все те же виды лечения, что и за границей, на том же уровне. Плюсы в том, что медицинские услуги обойдутся существенно дешевле, и не придется решать вопросы, связанные с поездкой в другую страну.

Стоимость операции в России: от 150 000 рублей.

Планируете лечиться за границей?

Планирование поездки занимает от недели. Наша компания сопровождает пациента на каждом этапе. Последовательность действий выглядит следующим образом:

Наш опыт позволяет подбирать для каждого пациента оптимальный вариант, в зависимости от его бюджета. Мы поможем попасть на лечение в лучшие клиники мира, к ведущим кардиохирургам. Нас выбирают многие пациенты, потому что с нами — надежно. Доверьтесь опыту и профессионализму специалистов компании Меднави.

Если вам необходимо выбрать клинику для операции коронарного шунтирования в Москве или за рубежом – обращайтесь в «Меднави». Мы организуем ваш визит в выбранную вами клинику с учетом ваших пожеланий.

Просто позвоните нам +7 (495) 023-10-24 – мы в кратчайшие сроки подберем вам варианты лечения

Источник

Что показывает коэффициент шунтирования

Рамка магнитоэлектрического прибора имеет катушку, выполненную из тонкого провода, рассчитанного на очень маленький ток. Поэтому магнитоэлектрические амперметры могут измерять ток величиной несколько десятков миллиампер.

Как же быть, если нужно измерить значительно больший ток, например, несколько десятков ампер? Может быть, перемотать обмотку прибора более толстым проводом? Нет, такое решение будет неудачным. Рамка прибора станет очень тяжелой, возрастут трение в опорах и погрешность прибора. Кроме того, придется поставить спиральные пружинки из более толстой проволоки. Они будут иметь большую жесткость, и силы электромагнитного взаимодействия не смогут повернуть стрелку прибора.

Рис. 15.3. Схема включения шунта для расширения пределов измерения амперметра

Пойдем по другому пути. Как в реке делают отводной канал, так и в электрической цепи можно отвести часть тока в боковую связь, в которую и включить амперметр магнитоэлектрической системы.

Для этого применяют шунт — резистор с очень малым сопротивлением, который включают параллельно прибору (рис. 15.3).

Распределение токов в рамке амперметра и в шунте обратно пропорционально их сопротивлениям:

Измеряемый ток равен сумме токов:

Выразим ток в шунте из первой формулы и подставим это значение во вторую.

Коэффициент К называют коэффициентом шунтирования. Он показывает, во сколько раз нужно увеличить показания амперметра с шунтом, чтобы получить измеряемый ток. Коэффициент шунтирования равен

Если известны коэффициент шунтирования и сопротивление амперметра, легко найти сопротивление шунта:

Пример 1. Определить сопротивление шунта, который необходим, чтобы амперметром на 1 А с сопротивлением 0,075 Ом измерить ток величиной 25 А.

Прежде всего определим коэффициент шунтирования:

Теперь можно найти сопротивление шунта:

Заметим, что это сопротивление должно быть выдержано очень точно, иначе при измерении возникает большая ошибка.

Мы видим, что шунт представляет собой резистор с очень маленьким сопротивлением. Поэтому шунт делают в виде короткой пластинки довольно большого сечения (рис. 15.4).

Рис. 15.4. Конструкция шунта. Манганиновая пластинка довольно большого сечения имеет четыре зажима. Силовые зажимы служат для подключения измеряемого тока, к потенциальным зажимам подключают измерительный прибор. Такая конструкция уменьшает влияние переходного сопротивления контактов на точность измерения

Из какого материала изготовить шунт? Очевидно, что медь не подходит. Медный шунт будет изменять сопротивление при нагревании, и появится большая ошибка. Нужен материал, который имеет постоянное сопротивление при любой температуре. Таким материалом является манганин (сплав меди, марганца и никеля). Его температурный коэффициент в 100 раз меньше, чем меди.

На рис. 15.4 Вы видите, что шунт имеет не два зажима, а четыре. Два больших зажима служат для подключения шунта в цепь измеряемого тока. К двум маленьким зажимам подключают магнитоэлектрический прибор.

Это сделано для того, чтобы исключить влияние переходного сопротивления контактов.

Приборостроительные заводы выпускают стандартные шунты на различные токи. При этом желательно, чтобы шунт подходил к каждому амперметру.

Для этого шунт и амперметр должны иметь одинаковое падение напряжения при номинальном токе:

Пусть, например, при полном отклонении стрелки амперметра на 1 А падение напряжения на его сопротивлении составляет 75 мВ (это наиболее распространенное значение). Все шунты, у которых падение напряжения также равно 75 мВ, могут работать с этим прибором и с любыми другими приборами на 75 мВ. Это могут быть шунты на 10, 15, 25, 100 А.

На шунте указываются только падение напряжения и номинальный ток. Сопротивление шунта в наших рассуждениях не участвует. Конечно, задать напряжение и ток — то же самое, что задать сопротивление, однако на практике это гораздо удобнее.

Мы видели, что использование закона Ома помогает подобрать шунт к амперметру. Этот замечательный закон позволяет также при помощи амперметра измерять напряжение в цепи. Действительно, если измерить ток в цепи, сопротивление которой известно, то по закону Ома

Конечно, нет необходимости каждый раз производить умножение. Достаточно сделать это один раз и на шкале прибора проставить не амперы, а вольты.

Рис. 35.5. Добавочное сопротивление в цепи амперметра превращает его в вольтметр

Практически для того чтобы амперметр превратить в вольтметр, последовательно с рамкой магнитоэлектрического прибора подключают резистор с большим сопротивлением (рис. 15,5).

Это добавочное сопротивление нужно прибавить к сопротивлению рамки прибора, чтобы получить полное сопротивление цепи:

Определим полное сопротивление цепи вольтметра:

Из этого значения нужно вычесть сопротивление прибора:

Для добавочных резисторов используют манганиновую проволоку, поэтому величина добавочного сопротивления при нагреве не изменяется.

Иногда используют набор добавочных резисторов с переключателем. Тогда получают универсальный прибор на несколько пределов измерения.

Теперь мы можем поговорить еще об одной важной характеристике прибора о мощности, которая выделяется в самом приборе, шунте или добавочном резисторе. Электрики называют эту мощность собственным потреблением прибора.

Собственное потребление прибора должно быть по возможности малым. Иногда говорят по-другому: прибор, включенный в электрическую цепь, не должен изменять режим ее работы.

Собственное потребление магнитоэлектрических приборов очень мало, это — сотые и тысячные доли ватта. Поэтому в электротехнических установках это правило всегда выполняется. Но в электронных устройствах подключение электроизмерительного прибора может существенно изменить распределение токов и напряжений. Тогда используют электронные вольтметры, собственное потребление которых чрезвычайно мало.

В самом начале этой книги мы говорили о правилах подключения амперметра и вольтметра. Амперметр измеряет ток и включается в цепь последовательно. В нем выделяется мощность

Для уменьшения собственного потребления сопротивление амперметра должно быть как можно меньше. На первый взгляд кажется, что проще уменьшить ток, который к тому же входит в формулу в квадрате. Тут следует вспомнить, что ток — измеряемая величина и от амперметра зависеть не может.

Для собственного потребления вольтметра удобнее использовать другую формулу:

Мы видим, что для уменьшения АР следует увеличивать сопротивление вольтметра. Чем оно больше, тем лучше прибор. Очень часто указывают сопротивление прибора в расчете на один вольт. В примере 2 мы получили вольтметр с сопротивлением 200 Ом/В. Это прибор низкого качества. Его собственное потребление составляет

Источник