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シャント抵抗器

 

シャント抵抗器(電流検出抵抗器)とは?

従来、電流の測定範囲を拡大するために分流器として電流計と並列に接続する抵抗器をシャント (Shunt) と言いましたが、近年は回路電流を検出する電流検出用途の抵抗器を総称してシャント抵抗器と言うようになっています。

シャント抵抗器(分流)

シャント (Shunt) は "脇へそらす" "回避する" や "分流する" といった意味があり、従来は分流用途として電流計に並列入れる抵抗器のことをいいました。
電流計の測定範囲を拡大させることを目的とし、抵抗器を電流計に並列に入れることで、流れる電流を分流させ、回路に流れる全電流を測定します。

【分流器】
分流器

Im: 回路に流れる全電流
Ir: 電流計に流れる電流
r: 電流計の内部電気抵抗値
R: シャント(分流)抵抗値

例えば、 上回路に流れる全電流 (Im) は以下の式で表せます。

Im=Ir+Ir (r/R)=Ir (1+r/R)

よって、回路に流れる全電流と、電流計に流れる電流の比は

Im/Ir= (1+r/R)

となります。

すなわち電流計の表示 (Ir: 電流計に流れる電流値) の (1+r/R)倍が回路に流れる全電流値となります。

シャント抵抗器(直列)

抵抗器を直列に接続した回路において、抵抗器の両端の電位差(電圧降下)を検出し、オームの法則を利用することで回路に流れる電流値を測定します。

【検出回路】
検出回路

I: 回路に流れる電流
R: シャント抵抗値
V: 抵抗器の両端の電位差

例えば、電流 (I) が流れることで抵抗器の両端に電位差 (V) が発生します。
発生する電位差はオームの法則で計算できます。

V = I × R(オームの法則)

検出回路で電圧 (V) を検出することで、回路に流れている電流 (I) が測定できます。
電流 (I) と電圧 (V) は比例していることから、実際には電流値 (I) の変動を、検出した電圧 (V) の変動に代用してみることで、フィードバック制御や閾値監視などに利用します。

【フィードバック制御使用例】
【閾値監視使用例】
フィードバック制御使用例, 閾値監視使用例

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エレクトロニクス豆知識