Structure shunt

Structure shunt[modifier | modifier le code]

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Dans le domaine des réseaux électriques (en particulier), on qualifie de shunt un arrangement d'éléments qui vient détourner les courants indésirables (en présentant une impédance faible pour ces courants), par opposition à un arrangement série où les courants sont empêchés de passer (en présentant une impédance élevée en série).

Par exemple un filtre anti-harmonique shunt sera connecté entre la phase et le neutre du réseau (donc en parallèle avec la charge) et présentera une impédance faible à la fréquence à éliminer (ce filtre peut être composé d'une inductance et d'un condensateur en série, par exemple).

Shunt (mesure)[modifier | modifier le code]

Principe[modifier | modifier le code]

Un shunt de puissance de mesure

par une résistance calibrée pour 60mV/2500A

Un shunt est une résistance calibrée et connue utilisée pour la mesure de courants forts. Pour ce faire on mesure la tension à ses bornes à l'aide d'un voltmètre branché en parallèle, l'utilisation de la loi d'Ohm permet de déduire le courant traversant le shunt1. Il peut mesurer des courants de l'ordre du kiloampère (kA)2. Afin de limiter la chute de tension provoquée par son utilisation et afin de limiter les pertes par effet joule dans le shunt, il doit avoir une valeur de résistance très faible, de l'ordre de quelques mΩ. Toutefois elle ne doit pas non plus être trop petite afin que la tension puisse être transmise et mesurée sans perturbation auxiliaire3.

Les shunts sont employés pour la mesure de courants continus et alternatifs qu'ils soient de basses ou de hautes fréquences4.

Limitation[modifier | modifier le code]

Lors de la conception d'un shunt plusieurs aspects sont à prendre en compte. Tout d'abord, une résistance possède une inductance parasite en série, si pour des résistances de l'ordre de quelques ohms cela ne pose pas de problème, pour les shunts dont la résistance est faible cela provoque une erreur systématique importante en haute fréquence. Ainsi pour une résistance de 10 mΩ une inductance de seulement 10 nH produit une erreur de 1 % à 22,6 kHz et de 10 % à 73 kHz5. De plus cette inductance parasite limite la vitesse de montée du courant6.

Pour éviter le problème, il faut soit compenser cette inductance parasite, la difficulté est alors de ne pas sur-compenser ou sous-compenser, ou bien d'utiliser une construction différente du shunt. Il existe deux possibilités : les shunts en couche et les shunts coaxiaux. Dans les deux cas, la construction compense l'inductance parasite. Dans le cas du coaxial, il n'y a pas de flux qui circule dans le centre du conducteur, on n'a donc pas de problème d'ordre magnétique7.

Le second problème rencontré concerne l'effet de peau. Celui-ci cause une augmentation de l'inductance parasite

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