Entfesseltes Einhorn auf Höhenflug – Shunt-Mod für die NVIDIA GeForce RTX 3090 FE samt Alphacool Eisblock GPX-N

Aaahhh..., wenn schon eine Grundlagenerklärung dann bitte richtig, ich lese hier eigentlich immer nur gerne und still mit, aber das war einfach zu schlimm, da muss ich mich einfach melden.
Wie schon von jemand anderem bemerkt:
was aber auch nicht ganz richtig ist, der Shunt wird nicht parallel zur Spannungsmessung eingesetzt, da ist überhaupt nichts parallel!
Die Spannung wird nur parallel über den Shunt gemessen, da Spannungsmessungen immer parallel zu messen sind.
Z.B. beim Multimeter, eine Prüfspitze vor dem Messobjekt (Widerstand), eine dahinter, damit liegt der Stromkreis durch das Multimeter parallel zum Widerstand, das Multimeter ist aber so hochohmig, dass da kaum Strom durch fließt, sonst würde man ja eine komplett andere Schaltung messen, da man durch die Messung die ursprüngliche Schaltung signifikant verändert hätte, da jetzt einiges an Strom durch das Multimeter fließen würde und nicht alles wie vorher durch das Bauteil...

Wie angemerkt:
ist es nicht ganz, nur beim ersten mal, es steht noch ein zweites mal als "parallel" im Text:

"Verbraucht also der eigentliche Verbraucher, zu dem der Shunt parallel geschalten ist, mehr Strom,...."

Ich verstehe aber woher die Verwirrung kommt, hier ist der Wikipedia Artikel, woher auch das Schaltbild stammt, das bitte Löschen, das verwirrt nur und hat mit unserem Fall hier nichts zu tun, denn ich erklär das mal hier kurz:

Wikipedia beginnt so:
"Als Shunt (Aussprache: ʃʌnt), auch als Nebenwiderstand oder Nebenschlusswiderstand bezeichnet, wird ursprünglich ein elektrisch leitendes Bauelement bezeichnet, das zu einem Teil eines Stromkreises parallelgeschaltet ist, um einen elektrischen Strom von diesem Teil abzuleiten."
Da steht parallel, jawohl parallel, wie kann ich dann eben behaupten da ist überhaupt nichts parallel (außer der Spannungsmesser, der zu vernachlässigen ist), und daher kommt auch die Verwirrung, nur sollte man den Artikel komplett und aufmerksam lesen, dann löst sich der Widerspruch. (Ist aber zugegebenermaßen etwas unglücklich dort geschrieben...)

Wir haben einmal die Herleitung des Begriffes "Shunt" und eine mögliche Verwendung und im 2ten Teil, dieser Fall liegt hier bei uns vor, eine andere Verwendung, die aber Artverwandt ist, und man daher einfach den selben Begriff verwendet, die Schaltung aber anders aussieht!
"Der Begriff Shunt hat sich weiterentwickelt und bezeichnet auch einen Strommesswiderstand...", also unser Fall hier!

Zum ersten Fall, der parallel Fall im Messgerät, z.B. im Multimeter.
Man will sehr genau messen und die Schaltung durch die Messung so weit wie möglich nicht beeinflussen.
Oben habe ich kurz die Spannungsmessung angerissen, da habe ich einen möglichst hohen Widerstand über dem ich die Spannung messe, da ich bloß nicht zu viel Strom parallel abzweigen will.
Bei der Strommessung muss das Multimeter aber in Reihe geschaltet werden, der ganze Strom muss da durch, und damit ich die Schaltung nicht zu stark beeinflusse muss der Messwiderstand des Mutimeters, durch das der Strom fließt, möglichst klein sein, sehr klein, damit kein unnötig hoher Spannungsabfall über den Messwiderstand im Multimeter abfällt und ich mir so die Messung versaue, daher ist auch unser Widerstand hier im Shuntmod sehr klein, aber dazu später mehr....

Schauen wir uns die Schaltung an, da steht in der Wikipedia: "Messbereichserweiterung eines Drehspul-Strommessgeräts", (daher auch löschen, hat mit unserem Thema hier nur ganz entfernt was zu tun, aber dafür umso mehr hier in meinem Text!)
Ein Drehspulmessgerät funktioniert ganz kurz gesagt so: Da fließt ein Strom durch eine in einem Magnetfeld (durch Permanentmagnet) drehbar gelagerte Spule, fließt ein Strom, dann will sich die Spule, wo der Zeiger dran ist, durch ihr eigenes stromabhängiges Magnetfeld im äußeren Magnetfeld des Permanentmagneten ausrichten, nur gibt es da eine Feder die den Zeiger immer nach Null drückt, es stellt dich ein Kräftegleichgewicht ein, Feder zieht nach Null, Strom drückt Zeiger davon weg, und an der Skala kann man den Strom ablesen.

Es wird also ein Strom benötigt um den Zeiger zu bewegen!
Jetzt muss man nurnoch die Skala beschriftet und die Zugstärke der Feder ausgewählt werden und man ist glücklich oder?
Nehmen wir an unsere Skala geht von 0 bis 10, und zeigt im Normalfall Milliampere an, also 0mA bis 10 mA.
Und schon kommt jemand daher und schreit, das ist doch viel zu wenig! Ich will aber bis 100mA Messen oder sogar bis 10A!
Also muss ein anders dimensioniertes Messgerät her, eins für 0-100mA und noch eins von 0A bis 10A, und warum?
Der Schlaue nimmt doch das wo er alles mit messen kann, also das bis 10A und kann alles messen was sie anderen mit ihrem 100mA oder gar 10mA Dingern auch können, sind die schön blöd...
Naja, das wirklich blöde bei diesen alten Drehspulteilen ist, dass man nur einen Winkel für die Skala nutzen kann, nehmen wir einfach mal an 45 Grad Winkel, mein Messgerät ist recht groß, also ca 10cm für die Skala auf diesem 45° Bogen.
Und wenn ich auf diesen 10cm meinen Messbereich von 0 bis 10A verteile wird es ziemlich lustig und ungenau etwas im 100mA Bereich abzulesen, 1A sind ja 1cm und 100mA entsprechen dann 1mm, darüber können die anderen mit ihren feinen Messgeräten nur lachen, da die das noch ganz komfortabel ablesen können, also der mit dem 0-1A Messgerät, der mit dem Feineren guckt genauso in die Röhre da seine Skala stark überschritten wird, bzw. der hohe Strom sogar sein Messgerät zerstören könnte.
Man muss sich also zusammentun und hat für jeden Messbereich ein eigenes Messgerät.
Eines für kleine Ströme, eines für Mittlere und eines für Hohe, mit dem Nachteil, dass man bei den Hohen sowieso eine schlechte Auflösung hat, also z.B. bei 5A kann man nur noch schätzen wie genau das ist also ob es wirklich noch ein paar mA mehr oder weniger sind kann man nicht ablesen, aber das interessiert bei so hohen Strömen dann eh meist nicht, also damit kann man und muss man leben.

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(Doppelpost wegen Zeichenlimit ;) )

Womit man aber nicht leben muss ist massig Messgeräte für jeden Messbereich mit sich rum zu schleppen, das kann man auch alles in eines Integrieren.
Wer jetzt noch nicht am schlafen ist und bis hierher gelesen hat der erlebt den fulminanten Auftritt des "Shunts".
Man nehme das Messgerät mit dem kleinsten Messbereich, jetzt füge man einen Schalter hinzu, der einen Widerstand parallel zu unserem alten Messgerät mit Messwiderstand (die Spule und das ganze Gedöns...) wahlweise hinzu oder aber auch abschalten kann.
Im nicht hinzugeschalteten Zustand fließt der ganze Strom durch unseren ursprünglichen Messapparat, wenn ich einen geschickt gewählten Widerstand parallel hinzuschalte, wird der Strom der jetzt möglicherweise zu groß für meinen alten Messapparat war aufgeteilt, bzw. ein Teil vorbei geleitet, über den Shunt parallel an meiner eigentlichen Messstelle vorbei.
Geschickt gewählt heißt, der Widerstand sollte so gewählt sein, dass ich einfach auf meinen Schalter mal 10 (x10) schreiben kann und alle Werte auf der Anzeige dann mit 10 multipliziert werden müssen, das weiß ich aber, da ich ja Anzeige und Schalterzustand gleichzeitig sehe, wenn ich auf das Gerät schaue, mir ist also bewusst, dass ich das eigentliche Messgerät bescheiße, wie bei der Grafikkarte und kann daher die richtigen Werte ablesen, obwohl nur ein kleiner Teil gemessen wird...

Man hat also eine manuelle Messbereichswahl, die man zu oder abschalten kann!
Und das kann man jetzt so lange mit neuen Schaltern und Widerständen machen, bis man alle nötigen Bereiche abgedeckt hat.

(Wie das jetzt bei einem modernen manuellen Multimeter (die mit dem Drehrad wo lauter Messbereiche drauf stehen) aussieht habe ich jetzt keine lust mehr zu erklären, aber da schaltet man auch Shunts zu und ab je nach Messbereich, wie das bei den neuen Autorange-Dingern geht, die ich gerne verwende, keine Ahnung, darüber habe ich mich noch nicht schlau gemacht...)

Also Shunts werden zum Messen benötigt und bilden mit dem alten Widerstand wo sie parallel geschaltet werden einen neuen (Mess)Widerstand, sind aber nicht der Widerstand über dem wirklich gemessen wird, also bei den alten Drehspulteilen wo der Strom benötigt wird, bei den neuen Multimetern (die ich gerade unterschlagen habe) wo die Spannung gemessen wird und darüber auf den Strom geschlossen wird aber schon, aaahhhh... kompliziert das ganze, oder auch nicht egal...)

Und was ist unser Shunt auf der Grafikarte jetzt nun?
Gar kein echter Shunt, da er ja nicht parallel zu einem anderen Messwiderstand liegt.
Er ist der Messwiderstand selber!
Aber da man bei den Messgeräten und so immer mit Shunts und so zu tun hat und man vor lauter Shunts garnicht mehr klar kam, hat man einfach jeden Messwiderstand irgendwann mal Shunt genannt, da die Anforderungen die gleichen sind.
Hat was mit Messen zu tun und muss sehr genau sein, also in einem engen Toleranzbereich auch den gewünschten Wert wie geplant haben, da man von diesem Wert, den man meint zu wissen, auf den Messwert schließt.

Durch diesen Messwiderstand muss der gesamte Strom, nichts von parallel, (den hat man schon so gewählt, dass der Messbereich stimmt),
die Spannung wird gemessen und über das ohmsche Gesetzt mit Hilfe des bekannten Widerstandes dann der Strom bestimmt.
Und wenn man dann einfach einen anderen Widerstand nimmt, hat man den Messapparat verarscht, was beim Multimeter ja sogar sehr gewollt ist, bzw. es durch die Einstellung am Drehrad auch selber mitbekommt und die Anzeige ggf. anpasst.

Da aber bei der Grafikkarte hier der alte Widerstand drin bleibt und ein weiterer Parallel dazu kommt, könnte man den neuen als Shunt bezeichnen oder ist der alte der Shunt zum neuen? Also keiner oder beide oder nur einer von beiden ist der Shunt, alles eine frage der Betrachtungsweise.
Aber zusammen in der neuen Parallelschaltung sind sie der neue Messwiderstand, und da man einfach jeden Messwiderstand als Shunt bezeichnen kann löst dich dadurch das Problem, wenn auch auf sehr "interessante" Weise ;)

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Habe es mal zusammengefasst, ist mir zu viel Text.

Ein Shunt ist ein niederohmiger Widerstand, mit dem sich die Stromstärke messen lässt - deshalb wird er auch als Strommess-Widerstand bezeichnet. Der Shunt kommt immer dann zum Einsatz, wenn der zu messende Strom über den Bereich des Messgeräts hinausgeht. Dabei wird der Shunt parallel zum Messgerät geschaltet.

So am Rande, das sollte man auch noch Wissen:

Quelle Wikipedia

Niederohmiger Messwiderstand​

Niederohmige Messwiderstände, auch als Strommesswiderstand, Nebenwiderstand oder Shunt bezeichnet, werden aus Blech oder Stangen der genannten Legierungen hergestellt. Bei diesen Widerständen ist der Übergangswiderstand der Kontakte ein Problem. Beträgt dieser z. B. 1 mΩ (je nach Werkstoff und Korrosion kann er deutlich höher sein und kann zudem schwanken), ergäben sich folgende Fehler:

Beispiel 1: Für einen Messwiderstand von 1 Ω bedeuten zwei 1-mΩ-Kontakte eine relative Messabweichung von 0,2 %. Das ist mehr als die typische Fehlergrenze des Widerstandes. Diese Abweichung kann nicht als vernachlässigbar klein angesehen werden, wenn die Qualität des Widerstandes ausgeschöpft werden soll, sie kann auch nicht herausgerechnet werden, weil Übergangswiderstände nur grob abschätzbar sind.

Beispiel 2: Messwiderstand zur Umformung von 150 A in 60 mV, also mit R = 60 mV/150 A = 0,4 mΩ mit denselben Übergangswiderständen: Relative Abweichung = 500 %.

Zur Vermeidung dieser Abweichung werden Strom-Messwiderstände in Vierleitertechnik angeschlossen.

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