シャント抵抗について教えてください

質問

太陽発電のコントローラーからバッテリーに充電される電流をはかるのに シャント抵抗を利用して電流計を付けようと考えてます。天気が良いときは、30A以上流れますが曇りの日などは、数Aしか流れません。曇りの日も少ない発電量を無駄にしたくないのですけど!!やはり シャント抵抗を使ってると(ロス)があるのでしょうか?
現在12Vのシステムで 100Ａ-100mVの シャント抵抗を太陽発電コントローラーとバッテリーとの間のマイナス側に挟んで測定しています。教えて頂けたら幸せです。

回答No.1

fujiyama32 · ベストアンサー

シャント抵抗を挿入したときの損失を計算します。
シャント抵抗に100(A)流れたとき、抵抗での電圧降下分が(100mV)
あると考えます。

この時の抵抗に流れた損失P(W)は次の計算式により算出できます。
P(W)＝E(V)×I(A)
P(W)＝100(mV)×100(A)
P(W)＝10(W)

30A流れたときは電圧降下は、次の通りです。
100(mV)×30(A)/100(A)＝30(mV)
同様に損失P(W)は次の計算式により算出できます。
P(W)＝E(V)×I(A)
P(W)＝30(mV)×30(A)
P(W)＝0.9(W)

3A流れたときは電圧降下は、次の通りです。
100(mV)×3(A)/100(A)＝3(mV)
同様に損失P(W)は次の計算式により算出できます。
P(W)＝E(V)×I(A)
P(W)＝3(mV)×3(A)
P(W)＝0.009(W)

上記の計算方法の他に次のように計算することもできます。
シャント抵抗の内部抵抗値を次の計算式より計算します。
R(Ω)＝E(V)÷I(A)
R(Ω)＝100(mV)÷100(A)＝0.1(V)÷100(A)
R(Ω)＝0.001(Ω)

この抵抗に100(A)流れたときの損失P(W)は次の式により算出できます。
P(W)＝R(Ω)×[I(A)]^2
P(W)＝0.001(Ω)×[100(A)]^2
P(W)＝10[W]

この抵抗に30(A)流れたときの損失P(W)は次の式により算出できます。
P(W)＝R(Ω)×[I(A)]^2
P(W)＝0.001(Ω)×[30(A)]^2
P(W)＝0.9[W]

この抵抗に3(A)流れたときの損失P(W)は次の式により算出できます。
P(W)＝R(Ω)×[I(A)]^2
P(W)＝0.001(Ω)×[3(A)]^2
P(W)＝0.009[W]

なお、測定に使用している電流計にも電流が流れますので損失が
あります。
電流計の内部抵抗が判れば、計算することができます。

お礼

PCの調子が悪くお礼が遅くなりました。失礼いたしました。
丁寧親切な説明でロスの部分がわかり大変助かりました。ありがとうございました。
大変恐縮ですけど、あと一点ご指導いただけますでしょうか?
この理論でしたら100A100mvのシャント抵抗より100A50mvのシャント抵抗の方が
ロスが少ないと言う理解で良いのでしょうか?
また30Aまでしか流れないのであれば、50Aぐらいのシャント抵抗にした方が効率が良いのでしょうか?
ご指導頂けたら幸せです。

回答No.2

candies

こんなのはいかがでしょう？ 非接続小型直流電流センサー
せっかく発電したのに、無駄に熱に変えることはないですよね モッタイナイ

もう一つのアイディアとして、30Aも流れていれば、接続ケーブルの両端(グランド側がいいかも)の電圧を計測してみるのもおもしろいかと。
ケーブルそのものをシャント抵抗に見立てるのです。OPampで増幅すればたぶん大丈夫。
この方法で車のバッテリーの充放電を測定していました。バッテリーのマイナス端子とそのケーブルが車体に設置されるところの電圧を測るのです。ラジオをつけただけで放電量が増えたり、アクセルを踏むと充電されたりおもしろいですよ

参考URL：

http://www.mlabo.com/mcs_sd_series.html