La bobina Rogowski és un dels dispositius més utilitzats per a la mesura de Corrent altern . Igual que altres dispositius, com ara pinçòmetre, multímetre, etc. Aquesta bobina també es pot utilitzar per mesurar corrent de corrent altern. La bobina de Rogowski és una mena de bobina helicoïdal o filferro que s’assembla a un gran ressort. La molla està ferida de tal manera que, un extrem de la molla es torna a enviar cap a l’extrem inicial a través de la part central de la molla. Amb això, els dos extrems de la bobina arriben al mateix extrem. Aquesta bobina s'utilitza principalment per mesurar corrents de corrent altern i funciona sobre el concepte de Llei de Faraday d’inducció electromagnètica.
Circuit de bobines de Rogowski
En aquest circuit de la bobina, s’enrotlla de manera que, començant per un extrem, la bobina es fa enrotllada en forma helicoïdal i, de nou, l’altre extrem surt a l’interior de l’espai buit de la bobina de forma helicoïdal i ambdós extrems de la bobina. forma en un moment determinat.
Bobina Rogowski
Teoria de la bobina de Rogowski
S’utilitza per mesurar corrents de corrent altern. Funciona sobre el concepte de la Llei d’inducció electromagnètica de Faraday. Per a qualsevol que es mesuri el corrent, que flueix en un cable, la bobina de Rogowski es col·loca al voltant del cable, cobrint el cable. Degut a inducció electromagnètica , el corrent que flueix al fil que es mesura indueix un emf a la bobina de Rogowski segons la llei d’inducció electromagnètica de Faraday.
Disseny de bobines Rogowski
Després de la inducció d’emf a la bobina de Rogowski, el corrent es pot mesurar mitjançant un altre dispositiu de mesura, com ara un pinçòmetre. Fins i tot podem utilitzar un CRO per mesurar aquest corrent i tensió induïts a la bobina de Rogowski. En El disseny de bobines de Rogowski, la bobina es fa enrotllada en forma helicoïdal, de manera que, els dos extrems de la bobina arriben al mateix punt. A continuació, aquesta bobina s'embolica al voltant del filferro perquè es mesuri el corrent.
Fórmula de bobina Rogowski
L'emf induït a la bobina de Rogowski ve donat per
E = M * (di / dt)
On E és l’emf induït als extrems de la bobina de Rogowski, M és la inductància mútua de la bobina i di / dt és la velocitat de canvi de corrent a través de la bobina. Cal tenir en compte que M és la inductància mútua, però no autoinductància . Quan estem considerant la inductància mútua, també s’han de tenir en compte altres factors, com ara constants d’acoblament, convenció de punts, etc.
Un cop es mesura l’E, el corrent es pot mesurar mitjançant un circuit RC fonamental, o un simple mesurador de pinça que funciona de nou segons el principi de la llei d’inducció electromagnètica de Faraday.
Principi de funcionament de la bobina Rogowski
Com es mostra a la figura, la bobina de forma helicoïdal és una bobina. La bobina cilíndrica és el conductor del qual s’ha de mesurar el corrent. Quan la bobina s’embolica al voltant del conductor, el corrent que flueix al conductor indueix un emf a la bobina, a causa de la Llei d’inducció electromagnètica de Faraday. L'emf induït depèn del nombre de voltes i de la inductància mútua de la bobina.
Principi de funcionament
L'emf es mesura mitjançant un circuit RC com es mostra a la figura. El circuit RC actua com un circuit integrador per mesurar la tensió. Fins i tot podem mesurar el voltatge directament mitjançant un CRO o mitjançant un simple pinçòmetre.
Bobina Rogowski versus efecte Hall
A la bobina, el corrent mesurat ha de ser de corrent altern. A causa de la seva naturalesa alternativa, s’obté un desplaçament relatiu entre la bobina i el camp magnètic. Aquesta és la llei bàsica del principi d’inducció de Faraday. Però si el corrent que flueix és de corrent continu, la bobina no pot mesurar el corrent. En aquests casos, l’emf induït al nucli tindria una naturalesa estàtica.
Per mesurar l’emf estàtic, s’utilitzen sensors basats en l’efecte Hall. Bàsicament, es poden utilitzar sensors d’efectes Hall per detectar emf estàtics. Per tant, per mesurar la tensió de corrent altern, s’utilitza la bobina i per mesurar la tensió de corrent continu s’utilitzen sensors d’efectes hall. Aquests dos principis es poden trobar al mesurador de pinça que mesura els corrents de corrent altern i continu.
Proves de bobines Rogowski
En cas de fallades, la bobina es pot provar fàcilment mitjançant el mètode basat en la impedància. Per a qualsevol fallada en circuit obert, la impedància mesurada serà molt alta. I per a qualsevol curtcircuit al bobinatge, la impedància mesurada serà molt baixa. Per tant, en funció del valor de la impedància, es pot fer el tipus de fallada i la prova de la bobina.
Precisió de la bobina Rogowski
La bobina és molt precisa ja que mesura el corrent altern basant-se en la llei de Faraday. Hi hauria pèrdues mínimes a causa de la bretxa d’aire entre el bobinatge primari i el secundari, cosa que es pot ignorar.
Avantatges i inconvenients
Els avantatges són
- És molt precís i fàcil d’utilitzar.
- No cal interrompre el circuit per al qual es mesura el corrent
- L’eficiència és molt alta
Els desavantatges són
- Mesura només corrents de corrent altern
- Es necessiten mitjans externs per mesurar el corrent. La bobina en si no pot mesurar el corrent
Aplicacions
Atès que la bobina Rogowski s’utilitza per mesurar corrents de corrent altern, té moltes aplicacions. S’utilitza en pinçòmetres, multímetres, sondes CRO, sondes de senyal, oscil·loscopis d’emmagatzematge digital, etc.
Per tant, hem vist el principi de funcionament i funcionament de Bobines de Rogowski . En general, només s’utilitza per mesurar corrents de corrent altern. Seria interessant saber si la bobina es pot utilitzar per mesurar altres formes de corrents alterns com una ona quadrada, trapezoïdal, etc.?
