Voltometro/Amperometro

[ste.fano]

(02-02-2018 23:41)IanSolo Ha scritto:  ...
ho idee piuttosto chiare in proposito, fidati.

Siccome per mia brutta abitudine mi piace capire, ho misurato le superfici (che mi hanno insegnato è l'elemento che determina la dissipazione della potenza-calore) delle 2 shunt e quindi abbiamo una ulteriore caratteristica da tenere in considerazione:
La shunt Victron dissipa 25 W con una superfice di 89,2cmq = 3.57 cm a Watt
La shunt "cineseria" dissipa 15 W cin una suoerfice di 14,4cmq = 0.96 cm a Watt
Quindi a parità di watt la shunt victron dissipa 4 volte di più il calore.
Questo sicuramente significa:
- meno riscaldamento
- maggiore precisione
- possibilità di tenere botta ad amperaggi superiori

[-Dino-]

(02-02-2018 20:54)IanSolo Ha scritto:  Leggiamole tutte le caratteristiche !
Lo shunt da 200A alla sua massima corrente formisce 75mV pari a 15W dissipati mentre lo shunt da 500A alla sua masima corrente fornisce solo 50mV ma dissipa ben 25W e questa e' la spiegaziome che ne giustifica in gran parte la maggiore sezione nonostante la piu' bassa tensione d'uscita.
Inoltre alla dissipazione del calore partecipano in modo determinante i terminali, i morsetti e i cavi collegati allo shunt, elementi che sono una costante in entrambi i casi e a potenze piu' basse hanno spesso prevalenza sulla capacita' dissipante del tratto resistivo in se' stesso.

Ad integrazione faccio delle considerazioni pratiche:

Faccio riferimento alla mia barca con motore VP D2-55, che ha un alternatore da 14V e 60A, un motorino di avviamento da 2kW (2000/12=167A), un caricabatterie da 20A, pannelli FV da 210W, circa 15A max. motore salpa ancora da 1000W, (1000/12=83,5A)
(per semplicità i calcoli si riferiscono ad una tensione nominale di 12V)

Lo shunt deve essere dimensionato per la massima corrente, e siccome è improbabile che il motorino di avviamento venga azionato contemporaneamete al salpa ancora, la massima corrente attesa è di 167A.

Scelgo lo shunt da 200A (75mV)
all'avviamento del motore avrò 66,63mV in uscita.

Il passaggio della corrente (167A) genera 10,46Wh
Nella ipotesi che il motorino di avviamento venga usato per 10"
La potenza dissipata in calore dallo shunt sarà uguale a 30mW

Adesso verifichiamo con lo shunt da 500A, e una corrente da 167A:
uscita 16,7mV
potenza dissipata 8,35Wh
in 10" dissipa 24mW

Per visualizzare la misura usiamo un millivolmetro. La misura di tensione così basse introduce degli errori,
errore intrinseco dello strumento +- 1 digit, errore dovuto al cablaggio, resistenze parassite, tensioni generate tra metalli diversi, etc.
Non avremo la impossibilità di discriminare valori inferiori a 10A (120Wh) con lo shunt da 500A, o di 0,4A (4,8Wh) con lo shunt da 200A.

Analogamente potremmo fare la stessa valutazione per l'uso del salpa ancora o altre utenze.

E' ben vero che a parità di utilizzo lo shunt da 500A genera meno calore, ma il calore generato da quello da 200A è maggiore di soli 6mW (trascurabile). Peraltro con il 500A ne soffre la precisione di misura.

E' improbabile che andremo a leggere l'assorbimento alle condizioni estreme, e molto probabilmente ci limiteremo a monitorare il consumo delle utenze e lo stato della batteria, e in questo caso, con lo shunt da 500A ben difficilmente riusciremo a leggere i consumi delle utenze inferiori a 120Wh, come luci a led, e strumenti.

In questo discussione, la valutazione "meccanica" dello shunt come peso e robustezza, trae in inganno.

(scusate la lunghezza)

[ste.fano]

(03-02-2018 15:46)-Dino- Ha scritto:  con lo shunt da 500A ben difficilmente riusciremo a leggere i consumi delle utenze inferiori a 120Wh, come luci a led, e strumenti.

Devo darti un riscontro esattamente opposto, lo shunt victron abbinato al suo battery monitor mi risulta sia il più preciso sul mercato (almeno tra quelli più noti e diffusi), rilevando e misurando gli ampere con 2 decimali.
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[IanSolo]

(03-02-2018 14:37)ste.fano Ha scritto:  

(02-02-2018 23:41)IanSolo Ha scritto:  ...
ho idee piuttosto chiare in proposito, fidati.

Siccome per mia brutta abitudine mi piace capire, ho misurato le superfici (che mi hanno insegnato è l'elemento che determina la dissipazione della potenza-calore) delle 2 shunt e quindi abbiamo una ulteriore caratteristica da tenere in considerazione:
La shunt Victron dissipa 25 W con una superfice di 89,2cmq = 3.57 cm a Watt
La shunt "cineseria" dissipa 15 W cin una suoerfice di 14,4cmq = 0.96 cm a Watt
Quindi a parità di watt la shunt victron dissipa 4 volte di più il calore.
Questo sicuramente significa:
- meno riscaldamento
- maggiore precisione
- possibilità di tenere botta ad amperaggi superiori

Su questo argomento ci torno ancora per una volta ma poi non vale la pena di continuare essendo argomento fuori tema che richiederebbe lo sviluppo di una serie di calcoli che non e' corretto inserire in questa sede.
La dissipazione termica di un resistore di potenza (lo "shunt" lo e') non avviene unicamente per irraggiamento o per convezione (scambio di calore con l'aria circostante dove prevale la superficie esposta all'aria) ma anche, e in questi elementi di solito prevalentemente, per "conduzione" ovvero per trasferimento diretto del calore lungo il massiccio elemento metallico che costituisce il resistore verso i suoi ancora piu' massicci terminali, non solo ! tale calore continua a trasferirsi anche tramite i grossi morsetti di collegamento ai cavi elettrici di grossa sezione che vi si collegano. Essendo tutte queste parti (terminali, morsetti, cavi...) in rame hanno una conduzione termica molto elevata tanto da rendere spesso di gran lunga minoritaria la dissipazione possibile verso l'ambiente tramite la piccola superficie disponibile a contatto con l'aria, il risultato e' che di fatto l'elemento resistivo gode della possibilita' di disperdere il calore generato attraverso un discretamente grande dissipatore ad esso collegato e cio' vale per TUTTI i componenti di questo tipo.
E' un classico parametro di progetto negli attuali circuiti elettronici considerare la dissipazione attraverso i terminali di collegamento, e' la ragione per cui vengono dichiarate potenze dissipabili cosi' alte nei dispositivi a "montaggio di superficie" dove il calore si trasferisce al conduttore di rame direttamente permettendo il contenimento della temperatura in limiti ragionevoli non possibili viste le estremamente piccole dimensioni del componente (superficie esterna praticamente irrisoria).

[ste.fano]

Ho solo seguito il tuo ragionamento, siccome tu hai detto che è più grosso perche deve dissipare più potenza io ti ho fatto notare che è molto più grosso molto più della relazione tra le potenze.
Nelle superfici ho chiaramente contato anche i blocchi dei morsetti, sicuramente come dici tu influiscono anche i cavi, ma anche questi saranno in proporzione alle ampere in gioco quindi il discorso non cambia.
P.S. Ho proseguito questa piccola sottodiscussione solo perchè il tema principale mi sembrava risolto.