Shunt (Elektrotechnik)
Ein Shunt oder Nebenschlusswiderstand ist ein niederohmiger elektrischer Widerstand, der bei der Messung von Strömen verwendet wird.
Strommessgeräte mit analogen oder digitalen Anzeigeinstrumenten werden meist über eine Messung der sehr kleiner Spannung an einem Shunt realisiert, z. B. 200 mV bei digitalen Messgeräten oder übliche 60 mV bei Zeigerinstrumenten. Elektronische Schaltungen mit Operationsverstärkern können auch kleinere Spannungen am Shunt verarbeiten.
In die Leitung mit dem zu messenden Strom wird daher ein Widerstand (shunt) eingebaut. Die an diesem Widerstand abfallende kleine Spannung wird dann mit dem Anzeigeinstrument gemessen.
Es wäre unpraktisch, die eventuell dicken Leitungen, durch die der Strom fließt, zum Messgerät und zurück zu führen. Daher fügt man an beliebiger Stelle im Stromweg den in der Regel niederohmigen Widerstand (Shunt) ein und misst den Spannungsabfall über den Widerstand mit einem empfindlichen Spannungsmesser, der auch über längere Leitungen an anderer Stelle angebracht werden kann.
Die Berechnung des Shunts erfolgt nach dem ohmschen Gesetz. Will man z. B. mit einem 200 mV Spannungsanzeigeinstrument den Strom von 1 A messen, muss als Shunt ein Widerstand von 0,2 Ohm benutzt werden. Falls der Strom, der durch den Spannungsmesser fließt, nicht vernachlässigbar klein ist, muss er bei der Berechnung berücksichtigt werden.
Zur Messung hoher (>100 A) Ströme sind Shunts mechanisch robust aufgebaut, beispielsweise als Metallband-Widerstände aus Manganin mit kräftigen Schraubkontakten für den Mess-Stromkreis und mit zwei kleineren Anschlüssen für das Messgerät. Diese Schaltungsart nennt man Kelvin-Klemmen oder Kelvin-Kontaktierung; sie vermeidet undefinierte Übergangswiderstände und Spannungsabfälle, wie sie bei gemeinsamer Klemmung der Last- und Messleitungen auftreten.
Große Shunts sind aus mehreren parallelen Metallstäben aufgebaut und können direkt zwischen Stromschienen geschraubt werden.
Manchmal sind Shunts auch direkt in den Messgeräten (z.B. Vielfachmessgerät) eingebaut und sind umschaltbar.
Für die Messung von sehr hohen Strömen (>50kA) von z.B. Blitzeinschlägen werden besonders aufgebaute, meist koaxiale Shunts verwendet. Diese erlauben die Messung des Stromverlaufs mit z. B. Speicheroszilloskopen.
Weiterhin werden kleine Shunts zum Einlöten in gedruckte Schaltungen gefertigt; auch diese haben oft Kelvin-Kontakte.
Die Strommessung mit einem Shunt ist mit dem Aufkommen von Stromsensoren (diese bieten überdies eine Potentialtrennung!) etwas zurückgegangen, Shunts sind jedoch eine preiswerte und genaue Methode der Strommesung und werden außer in Messgeräten auch in Leistungselektronik-Baugruppen zur Stromüberwachung und -regelung eingesetzt.