Το Rogowski Coil είναι μία από τις συσκευές που χρησιμοποιούνται συνήθως για τη μέτρηση του AC ρεύμα . Όπως και άλλες συσκευές, όπως σφιγκτήρας, πολύμετρο κ.λπ. Αυτό το πηνίο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του ρεύματος AC. Το πηνίο Rogowski είναι ένα είδος ελικοειδούς περιέλιξης ή σύρματος που μοιάζει με μεγάλο ελατήριο. Το ελατήριο τυλίγεται έτσι ώστε, το ένα άκρο του ελατηρίου να επιστρέφει στο αρχικό άκρο μέσω του κεντρικού τμήματος του ελατηρίου. Με αυτό, και τα δύο άκρα του πηνίου φτάνουν στο ίδιο άκρο. Αυτό το πηνίο χρησιμοποιείται ως επί το πλείστον για τη μέτρηση των ρευμάτων AC και λειτουργεί με την έννοια του Ο νόμος του Faraday ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής.

Κύκλωμα πηνίων Rogowski

Σε αυτό το κύκλωμα πηνίου, τραυματίζεται έτσι ώστε, ξεκινώντας από το ένα άκρο, το πηνίο να τραυματίζεται σε ελικοειδές σχήμα, και πάλι το άλλο άκρο να βγαίνει έξω μέσα στο κοίλο διάκενο του ελικοειδούς σχήματος πηνίου και και τα δύο άκρα του πηνίου μορφή σε ένα σημείο.

Ρογκόσκι Πηνίο

Θεωρία Rogowski Coil

Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση ρεύματος AC. Λειτουργεί με την έννοια του νόμου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday. Για ό, τι είναι το ρεύμα που θα μετρηθεί, το οποίο ρέει σε ένα καλώδιο, το πηνίο Rogowski τοποθετείται γύρω από το καλώδιο, καλύπτοντας το καλώδιο. Εξαιτίας ηλεκτρομαγνητική επαγωγή , το ρεύμα που ρέει στο καλώδιο που πρόκειται να μετρηθεί προκαλεί ένα emf στο πηνίο Rogowski σύμφωνα με τον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday.

Σχεδιασμός πηνίου Rogowski

Μετά την επαγωγή του emf στο πηνίο Rogowski, το ρεύμα μπορεί να μετρηθεί χρησιμοποιώντας μια περαιτέρω συσκευή μέτρησης όπως ένα σφιγκτήρα. Μπορούμε ακόμη και να χρησιμοποιήσουμε ένα CRO για να μετρήσουμε αυτό το ρεύμα και την τάση που προκαλείται στο πηνίο Rogowski. Σε Το σχέδιο πηνίων του Rogowski, το πηνίο τυλίγεται σε ελικοειδές σχήμα, έτσι ώστε και τα δύο άκρα του πηνίου να φτάνουν στο ίδιο σημείο. Στη συνέχεια, αυτό το πηνίο τυλίγεται γύρω από το καλώδιο για να μετρηθεί το ρεύμα.

Φόρμουλα Rogowski Coil

Το emf που προκαλείται στο πηνίο Rogowski δίνεται από

E = M * (di / dt)

Όπου E είναι το emf που προκαλείται στα άκρα του πηνίου Rogowski, το M είναι η αμοιβαία επαγωγή του πηνίου και το di / dt είναι ο ρυθμός μεταβολής του ρεύματος μέσω του πηνίου. Πρέπει να σημειωθεί ότι το Μ είναι η αμοιβαία αυτεπαγωγή, αλλά όχι αυτεπαγωγή . Όταν εξετάζουμε την αμοιβαία αυτεπαγωγή, θα πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη και άλλοι παράγοντες όπως οι σταθερές σύζευξης, η σύμβαση κουκκίδων κ.λπ.

Μόλις μετρηθεί το Ε, το ρεύμα μπορεί να μετρηθεί χρησιμοποιώντας ένα θεμελιώδες κύκλωμα RC ή έναν απλό μετρητή σφιγκτήρα που λειτουργεί και πάλι σύμφωνα με την αρχή του νόμου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday.

Αρχή εργασίας του Rogowski Coil

Όπως φαίνεται στο σχήμα, το ελικοειδές πηνίο είναι ένα πηνίο. Το κυλινδρικό πηνίο είναι ο αγωγός, για τον οποίο πρόκειται να μετρηθεί το ρεύμα. Όταν το πηνίο τυλίγεται γύρω από τον αγωγό, το ρεύμα που ρέει στον αγωγό προκαλεί ένα emf στο πηνίο, λόγω του νόμου της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday. Το επαγόμενο emf εξαρτάται από τον αριθμό των στροφών και την αμοιβαία επαγωγή του πηνίου.

Αρχή λειτουργίας

Το emf μετράται χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα RC όπως φαίνεται στο σχήμα. Το κύκλωμα RC λειτουργεί ως κύκλωμα ολοκλήρωσης για τη μέτρηση της τάσης. Μπορούμε ακόμη και να μετρήσουμε την τάση απευθείας, χρησιμοποιώντας ένα CRO ή με έναν απλό μετρητή σφιγκτήρα.

Εφέ Rogowski Coil Versus Hall

Στο πηνίο, το μετρούμενο ρεύμα πρέπει να είναι AC στη φύση. Λόγω της εναλλασσόμενης φύσης του, επιτυγχάνεται σχετική μετατόπιση μεταξύ του πηνίου και του μαγνητικού πεδίου. Αυτός είναι ο βασικός νόμος της αρχής του Faraday's Induction. Αλλά αν το ρεύμα ρέει DC, το πηνίο δεν μπορεί να μετρήσει το ρεύμα. Σε τέτοιες περιπτώσεις, το emf που προκαλείται στον πυρήνα θα έχει στατικό χαρακτήρα.

Έτσι, για τη μέτρηση του στατικού emf, χρησιμοποιούνται αισθητήρες που βασίζονται σε εφέ Hall. Βασικά, οι αισθητήρες Hall effects μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση στατικού emf. Ως εκ τούτου, για τη μέτρηση της τάσης εναλλασσόμενου ρεύματος, χρησιμοποιείται το πηνίο και για τη μέτρηση των αισθητήρων εφέ τάσης DC χρησιμοποιούνται Και οι δύο αυτές αρχές βρίσκονται στον μετρητή σφιγκτήρα που μετρά τόσο τα ρεύματα AC όσο και τα DC.

Δοκιμή πηνίων Rogowski

Σε περίπτωση βλαβών, το πηνίο μπορεί εύκολα να ελεγχθεί με τη μέθοδο που βασίζεται στη σύνθετη αντίσταση. Για τυχόν σφάλματα ανοικτού κυκλώματος, η αντίσταση που μετράται θα είναι πολύ υψηλή. Και για οποιοδήποτε βραχυκύκλωμα στην περιέλιξη, η αντίσταση που μετράται θα είναι πολύ χαμηλή. Έτσι, με βάση την τιμή σύνθετης αντίστασης, μπορεί να γίνει ο τύπος σφάλματος και ο έλεγχος του πηνίου.

Ακρίβεια πηνίου Rogowski

Το Coil είναι πολύ ακριβές, δεδομένου ότι μετρά το ρεύμα AC βάσει του νόμου του Faraday. Θα υπήρχαν ελάχιστες απώλειες λόγω του κενού αέρα μεταξύ της πρωτεύουσας και της δευτερεύουσας περιέλιξης, η οποία μπορεί να αγνοηθεί.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Τα πλεονεκτήματα είναι

Είναι εξαιρετικά ακριβές και εύκολο στη χρήση.
Το κύκλωμα για το οποίο μετράται το ρεύμα, δεν χρειάζεται να διακοπεί
Η απόδοση είναι πολύ υψηλή

Τα μειονεκτήματα είναι

Μετρά μόνο ρεύματα AC
Απαιτείται εξωτερικό μέσο μέτρησης ρεύματος. Το ίδιο το πηνίο δεν μπορεί να μετρήσει το ρεύμα

Εφαρμογές

Δεδομένου ότι το πηνίο Rogowski χρησιμοποιείται για τη μέτρηση των ρευμάτων AC, έχει πολλές εφαρμογές. Χρησιμοποιείται σε μετρητή σφιγκτήρα, πολύμετρο, ανιχνευτές CRO, ανιχνευτές σήματος, παλμογράφοι ψηφιακής αποθήκευσης κ.λπ.

Ως εκ τούτου, έχουμε δει την αρχή λειτουργίας και τη λειτουργία Ρότζοσκι πηνία . Γενικά, αυτό χρησιμοποιείται μόνο για τη μέτρηση ρεύματος AC. Θα ήταν ενδιαφέρον να μάθουμε αν το πηνίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση άλλων μορφών εναλλασσόμενων ρευμάτων όπως ένα τετράγωνο κύμα, τραπεζοειδές, κλπ;