Rogowski bobina è uno dei dispositivi comunemente usati per la misura di corrente alternata. Proprio come altri dispositivi, come clamp meter, multimetro, ecc. Questa bobina può anche essere utilizzata per misurare la corrente alternata. La bobina Rogowski è una sorta di avvolgimento elicoidale o filo simile a una grande molla. La molla è ferita in modo tale che, un’estremità della molla viene rimandata alla fine iniziale attraverso la parte centrale della molla. Con questo, entrambe le estremità della bobina arrivano alla stessa fine. Questa bobina è principalmente utilizzata per misurare le correnti AC e funziona sul concetto della legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica.
Circuito bobina Rogowski
In questo circuito bobina, viene ferito in modo tale che, a partire da un’estremità, la bobina viene ferita in una forma elicoidale, e di nuovo l’altra estremità viene estratta all’interno dello spazio cavo della bobina a forma elicoidale, e entrambe le estremità della bobina si formano in un punto.
Teoria della bobina Rogowski
Viene utilizzato per misurare le correnti AC. Funziona sul concetto della legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica. Per qualunque sia la corrente da misurare, che scorre in un filo, la bobina di Rogowski viene posizionata attorno al filo, coprendo il filo. A causa dell’induzione elettromagnetica, la corrente che scorre nel filo che deve essere misurata induce un emf nella bobina di Rogowski secondo la legge di induzione elettromagnetica di Faraday.
Dopo l’induzione di emf nella bobina Rogowski, la corrente può essere misurata utilizzando un ulteriore dispositivo di misurazione come un clamp meter. Possiamo anche usare un CRO per misurare questa corrente e tensione indotta alla bobina di Rogowski. Nel design della bobina di Rogowski, la bobina è ferita in una forma elicoidale, tale che entrambe le estremità della bobina arrivano allo stesso punto. Quindi questa bobina è avvolta attorno al filo per misurare la corrente.
Rogowski Coil Formula
La fem indotta nella bobina di Rogowski è dato da
E= M*(di/dt)
Dove E è la fem indotta alle estremità della bobina di Rogowski, M è la mutua induttanza della bobina, e di/dt è la velocità di variazione della corrente attraverso la bobina. Va notato che M è l’induttanza reciproca, ma non l’autoinduttanza. Quando stiamo considerando l’induttanza reciproca, altri fattori come le costanti di accoppiamento, la convenzione dei punti, ecc. dovrebbe anche essere considerato.
Una volta misurata la E, la corrente può essere misurata utilizzando un circuito RC fondamentale o un semplice clamp meter che funziona nuovamente sul principio della legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica.
Principio di funzionamento della bobina Rogowski
Come mostrato in figura, la bobina a forma elicoidale è una bobina. La bobina cilindrica è il conduttore, per il quale deve essere misurata la corrente. Quando la bobina è avvolta attorno al conduttore, la corrente che scorre nel conduttore induce un emf nella bobina, a causa della Legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica. L’emf indotta dipende dal numero di giri e dall’induttanza reciproca della bobina.
L’emf viene misurato utilizzando un circuito RC come mostrato in figura. Il circuito RC agisce come un circuito integratore per misurare la tensione. Possiamo anche misurare direttamente la tensione, utilizzando un CRO o un semplice clamp meter.
Bobina Rogowski contro effetto Hall
Nella bobina, la corrente misurata deve essere AC in natura. A causa della sua natura alternata, si ottiene uno spostamento relativo tra la bobina e il campo magnetico. Questa è la legge fondamentale del principio di induzione di Faraday. Ma se la corrente che scorre è DC la bobina non può misurare la corrente. In tali casi, l’emf indotto nel nucleo sarebbe di natura statica.
Quindi, per misurare l’emf statico, vengono utilizzati sensori basati su effetti hall. Fondamentalmente, i sensori di effetti hall possono essere utilizzati per rilevare emf statico. Quindi per misurare la tensione CA, viene utilizzata la bobina e per misurare la tensione CC vengono utilizzati sensori di effetti hall. Entrambi questi principi possono essere trovati nel clamp meter che misura entrambe le correnti AC e DC.
Rogowski Coil Testing
In caso di guasti, la bobina può essere facilmente testata con il metodo basato sull’impedenza. Per eventuali guasti a circuito aperto, l’impedenza misurata sarà molto alta. E per qualsiasi cortocircuito nell’avvolgimento, l’impedenza misurata sarà molto bassa. Quindi, in base al valore di impedenza, è possibile eseguire il tipo di guasto e il test della bobina.
Precisione bobina Rogowski
La bobina è altamente accurata poiché misura la corrente alternata in base alla legge di Faraday. Ci sarebbero perdite minime dovute al traferro tra l’avvolgimento primario e secondario, che può essere ignorato.
Vantaggi e svantaggi
I vantaggi sono
- È estremamente preciso e facile da usare.
- Il circuito per il quale viene misurata la corrente,non deve essere interrotto
- Efficiente è molto alto
Gli svantaggi sono
- Misura solo correnti AC
- Mezzi esterni per misurare la corrente è richiesto. La bobina stessa non può misurare la corrente
Applicazioni
Poiché la bobina Rogowski viene utilizzata per misurare le correnti AC, ha numerose applicazioni. Viene utilizzato in clamp meter, multimetro, CRO sonde, sonde di segnale, oscilloscopi a memoria digitale,ecc.
Quindi abbiamo visto il principio di funzionamento e il funzionamento delle bobine Rogowski. Generalmente, questo è usato solo per misurare le correnti AC. Sarebbe interessante sapere se la bobina può essere utilizzata per misurare altre forme di correnti alternate come un’onda quadra, trapezoidale, ecc.?