Шунт на 100А и два тайных знания о вашем автомобиле.

Почему шунт, а не клещи? Ну, во-первых, это не дорого. А во-вторых, простенький шунт может то, что не могут даже дорогие клещи для постоянного тока.

Но обо всем по порядку.


Приехал шунт в маленьком пакетике, ничего особенного, даже фотографировать не стал. Сам шунт — увесистая железяка, вот такая:



С одной стороны выбито название: FL-2/0.5.



С другой стороны — номинальный ток и напряжение на шунте при этом токе: 100А и 75 мВ.



Это не значит, что при 101А он расплавится или взорвется. Давайте посчитаем мощность, выделяемую шунтом:

P = I*U = 100*0.075 = 7.5 Вт.

Немало, но кратковременные пики тока в два и три раза больше номинала, при такой массе и размерах шунта, не приведут к заметному нагреву и дрейфу характеристик.
Хотя, для шунтов обычно используется сплав манганин. Он состоит из меди, марганца и никеля и характеризуется чрезвычайно малым температурным коэффициентом сопротивления. Так что небольшой нагрев шунту не повредит.

Манганиновая пластина у моего шунта была надрезана в трех местах. Вероятно, ее сопротивление юстировали. Черный лак немного облупился, но внешний вид в таких штуках — не главное.

Как и во всех приличных шунтах, тут 4 вывода: два — для подключения силовой цепи и 2 — для подключения щупов милливольтметра. Под два винта я установил клеммы, в которые удобно вставлять щупы тестера.



Давайте посмотрим, как шунт работает:
Блок питания выдает 10А, на шунте падение напряжения 7,4 мВ.



Токовые клещи немного уточняют измерение: 7,37 мВ при 10 А. Я еще воспользовался сторонним амперметром, результаты примерно те же: 7,4мВ при 10А.



Соответственно, при 100 А напряжение будет 74мВ.

Теперь самое время испытать шунт на практике. Для этого к силовому винту подсоединил клемму для автомобильного аккумулятора.



Силовой провод «массы» автомобиля я прикрутил к второму силовому винту. К измерительным винтам подключил осциллограф. Первый канал — к шунту, второй — к клеммам аккумулятора. Получилось вот так:



Все, можно крутить двигатель стартером!
Вот что у меня получилось:



Давайте посмотрим внимательно на осциллограмму:



Это первая прокрутка. Она длилась менее полутора секунд и не завершилась запуском.
Желтая кривая — напряжение аккумулятора. Цена деления по вертикали — 2 вольта. По горизонтали — полсекунды.
Голубая кривая — напряжение на шунте. Цена деления — 50 мВ.
Видно, что в начале прокручивания напряжение, снятое с аккумулятора, резко падает на 2,4 вольта. А напряжение шунта растет на 25 мВ. Это примерно 34 ампера, ток идет на втягивающее реле. Через 100 мс резкий рост до 185 мВ — ток пошел на электромотор стартера. Ток этот 185/74 = 250 ампер.

Самое начало запуска — не самый характерный момент для всего процесса: с одной стороны, давление в цилиндре, где такт сжатия, скорее всего уже ушло, так что вращать должно быть легче. С другой стороны, стартер преодолевает силу трения покоя, которая больше, чем сила трения движения, плюс момент инерции вращающихся масс, плюс повышенный ток в обмотках стартера из-за низких его оборотов.
Так что первые четверть оборота лучше исключить из рассмотрения. Перейдем ко второму цилиндру и второму всплеску на графиках.

Тут же все по-честному: 230 мВ с шунта при просадке напряжения на 2,45 вольта. Считаем: 311 ампер получается.
Что нам дает эта цифра? А вот что: стартер — самая правильная нагрузочная вилка для вашего аккумулятора. Мы знаем напряжение, мы знаем ток, мы можем посчитать его внутреннее сопротивление:

r = U/I = 2,45/311 = 7,9 мОм.

Это близко к измерениям сопротивления (7,62 мОм), которое я делал осенью специальным прибором.



Этот прибор использовал весьма опосредованный способ измерения. Там внутреннее сопротивление батареи оценивалось по ее импедансу по переменному току.

Вторая попытка запуска:



На этот раз двигатель запустился после полутора оборотов. В цилиндре, который находился в такте сжатия, сохранялось давление — это видно по всплеску тока. После запуска двигателя напряжение на аккумуляторе тут же повысилось больше прежнего, по шунту пошел небольшой ток зарядки. Через две с четвертью секунды я двигатель заглушил.

Итак. По осциллограмме тока и напряжения в момент запуска двигателя мы можем судить о состоянии аккумулятора. Это самый точный и непосредственный способ оценить его состояние.

Второй параметр, который мы можем оценить только качественно — состояние цилиндро-поршневой группы и клапанного механизма. Вот тут: http://www.ardio.ru/relkompr.php на эту тему есть подробный текст. А кратко могу сказать, что по равномерности всплесков тока во время прокручивания двигателя стартером можно судить о компрессии в цилиндрах без компрессомера. Да, точного значения из графика не вывести, но часто это и не нужно. Достаточно зафиксировать лишь провал в осциллограмме, чтобы сократить множество возможных диагнозов до поиска конкретного цилиндра с упавшей компрессией.

Наконец, подсчитав площадь под графиком, можно вычислить, сколько ампер-часов емкости аккумулятора потребляет каждый запуск. Это бесполезная, но любопытная информация. Я поступил кустарно — залил место под графиком черным цветом, над графиком — белым, потом уменьшил картинку до размера в 1 пиксель и посмотрел цвет пикселя. У меня получился цвет с яркостью 157/255 = 0,62. Максимальный ток был 311А, а значит средний — 311*0,62 = 193 А.

Именно этот ток нужно подставить в формулу Пейкерта, немецкого ученого, который вывел зависимость емкости аккумулятора от разрядного тока.

E = En(In/I)^(p-1),
где:
Е – реальная емкость аккумулятора,
En — номинальная емкость,
In — номинальное значение разрядного тока, при котором установлена номинальная емкость.
p — число Пейкерта, для автомобильных свинцово-кислотных АКБ лежит в пределах 1,15-1,35.

У меня получилось, что полностью заряженный аккумулятор сможет прокручивать стартер порядка 6 минут. Но это если он новый и емкость честная. А так как мой аккумулятор при разряде на лампочку показал всего 20 Ач емкости, то делим на три.

Вот такие выводы можно сделать из простого шунта.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.