Шунт и добавочное сопротивление — формулы и определение с примерами

Очень часто ток или напряжение в цепи намного выше, чем допустимое значение, которое может измерить измерительный прибор (вольтметр, амперметр или другой).

В таких случаях измерить такие параметры можно с добавлением в электроцепь специальных дополнительных элементов. Статья даст подробное объяснение, что такое и для чего нужно добавочное сопротивление. Также будет дано описание и предназначение шунтирующих устройств, а так же используемые формулы для расчета параметров таких элементов.

Что такое шунт

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!

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:

• загрудинных болях с иррадиацией в левую руку, плечо, нижнюю челюсть, шею;
• гипертензии;
• тахикардии; постоянном подташнивании, изжоге.

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:

где

U — напряжение

I — сила тока

R — сопротивление

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

получаем формулу:

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.

Противопоказания

Не выполняется операция АКШ в следующих случаях:

• при почечной недостаточности;
• некомпенсированном сахарном диабете;
• хронических неспецифических поражениях легких;
• злокачественных новообразованиях;
• постинсультной гипертензии.

Есть и относительные противопоказания для проведения шунтирования:

• сердечная недостаточность;
• ожирение;
• рубцы на сердце, минимизирующие сердечный выброс крови ниже 30%;
• артериосклероз Менкенберга – поражение всех коронарных артерий;
• пожилой возраст.

ОИМ рассматривается в качестве противопоказания на усмотрение врача.

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.

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:

• не есть после 18:00;
• не пить после полуночи;
• назначенные препараты пьют сразу после ужина;
• вечером – душ.

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:

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.

Ссылки [ править ]

1. Рудольф F. Граф, Современный словарь электроники
   , Mc-ГрауХилл, 1968 Библиотека Конгресса 68-13873
   шунта
   страницы 454.
2. Маттеи, Young, Jones Микроволновые фильтры, импеданс Matching сети и Сцепные Структуры
   , p66, McGraw-Hill 1964
3. ^ a b Руководство по электрическим инструментам
   , General Electric, 1949, страницы 8–9.
4. Террелл Крофт, Руководство американского электриков
   , McGraw-Hill, 1948 р. 70
5. ↑
   Р. Дзюба; Н. Б. Белецкий; Дж. Ф. Мэйо-Уэллс. «Устойчивость двустенных манганиновых резисторов» (PDF) . В Давиде Р. Лиде (ред.). Век передового опыта в измерениях, стандартах и ​​технологиях: хроника избранных публикаций NBS / NIST 1901–2000 . С. 63–65. CiteSeerX 10.1.1.208.9878 . DOI : 10,6028 / NIST.SP.958 . NIST SP 958. Десять из них служили исключительно стандартом сопротивления США с 1939 года, пока они не были вытеснены квантованным эффектом Холла (QHE) в 1990 году.

Неисправный обход устройства [ править ]

Один из примеров — миниатюрные рождественские огни, которые соединены последовательно . Когда в одной из ламп накаливания перегорает нить накаливания , на перегоревшей лампе появляется полное линейное напряжение . Шунтирующий резистор , который был подключен параллельно к нити накала до того, как она сгорела, затем замкнется, чтобы обойти сгоревшую нить и позволить остальной части нити загореться. Однако, если перегорает слишком много ламп, сгорит и шунт, что потребует использования мультиметра для определения точки отказа.

Использование в схемах электронных фильтров [ править ]

Термин шунт используется в фильтрах и подобных схемах с лестничной топологией для обозначения компонентов, подключенных между линией и общим. Этот термин используется в этом контексте для различения компонентов шунта, подключенных между сигнальной и обратной линиями, от компонентов, подключенных последовательно вдоль сигнальной линии. В более общем смысле термин шунт может использоваться для компонента, подключенного параллельно другому. Например, шунт м производной половины секции

является общей секцией фильтра от изображения импеданса метода конструкции фильтра. [2]

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:

• полный отказ от алкоголя и сигарет;
• антиатерогенный профиль питания (ДАШ-диета в том числе);
• движение: ЛФК, прогулки пешком, занятия спортом (плавание);
• минимизация стрессов;
• сбалансированный питьевой рацион (30 мл воды на 1 кг веса);
• восьмичасовой сон;
• ежегодная диспансеризация.