a Rogowski tekercs az egyik leggyakrabban használt eszköz az AC áram mérésére. Csakúgy, mint más eszközök, például bilincsmérő, multiméter stb. Ez a tekercs váltakozó áram mérésére is használható. A Rogowski tekercs egyfajta spirális tekercs vagy huzal, amely egy nagy rugóhoz hasonlít. A rugó úgy sebesült meg,hogy a rugó egyik végét a rugó középső részén keresztül visszaküldik az elejére. Ezzel a tekercs mindkét vége ugyanabba a végébe kerül. Ezt a tekercset leginkább váltakozó áramok mérésére használják, és Faraday elektromágneses indukció törvényének koncepcióján dolgozik.
Rogowski Tekercskör
ebben a tekercskörben úgy sebesül meg, hogy az egyik végétől kezdve a tekercs spirális alakban megsebesül, majd a másik végét ismét a spirális alakú tekercs üreges résén belül hozzák ki, és a tekercs mindkét vége egy ponton alakul ki.
Rogowski tekercs elmélet
a váltakozó áramok mérésére szolgál. Az elektromágneses indukció Faraday-törvényének koncepcióján működik. Bármi legyen is a mérendő áram, amely vezetékben áramlik, a Rogowski tekercset a huzal körül helyezik el, lefedve a huzalt. Az elektromágneses indukció miatt a mérendő huzalban áramló áram emf-et indukál a Rogowski tekercsben Faraday elektromágneses indukciós törvénye szerint.
a Rogowski tekercsben az emf indukciója után az áram egy további mérőeszköz, például szorítómérő segítségével mérhető. Még egy CRO-t is használhatunk a Rogowski tekercsben indukált áram és feszültség mérésére. Rogowski tekercsének kialakításában a tekercs spirális alakban sebesül meg, oly módon, hogy a tekercs mindkét vége ugyanabba a pontba kerüljön. Ezután ezt a tekercset a huzal köré tekerjük, hogy megmérjük az áramot.
Rogowski tekercs képlete
a Rogowski tekercsben indukált emf-t
e= M*(di/dt)
adja meg, ahol E a Rogowski tekercs végein indukált emf, M a tekercs kölcsönös induktivitása, di/dt pedig a tekercsen keresztüli áram változásának sebessége. Meg kell jegyezni, hogy M a kölcsönös induktivitás, de nem öninduktivitás. Ha figyelembe vesszük a kölcsönös induktivitást, más tényezők, például kapcsolási állandók, pont-konvenció stb. azt is figyelembe kell venni.
az e mérése után az áram egy alapvető RC áramkör vagy egy egyszerű szorítómérő segítségével mérhető, amely ismét Faraday elektromágneses indukció törvényének elvén működik.
a Rogowski tekercs működési elve
az ábrán látható módon a spirális alakú tekercs tekercs. A hengeres tekercs a vezető, amelyhez az áramot meg kell mérni. Amikor a tekercset a vezető köré tekerjük, a vezetőben áramló áram emf-et indukál a tekercsben, Faraday elektromágneses indukciós törvénye miatt. Az indukált emf a tekercs fordulatszámától és kölcsönös induktivitásától függ.
az emf mérése az ábrán látható RC áramkör segítségével történik. Az RC áramkör integrátor áramkörként működik a feszültség mérésére. A feszültséget közvetlenül, CRO vagy egyszerű szorítómérő segítségével is mérhetjük.
Rogowski tekercs versus Hall effektus
a tekercsben a mért áramnak AC jellegűnek kell lennie. Váltakozó jellege miatt relatív elmozdulás érhető el a tekercs és a mágneses mező között. Ez a Faraday indukciós elvének alaptörvénye. De ha az áramló áram DC, a tekercs nem tudja megmérni az áramot. Ilyen esetekben a magban indukált emf statikus jellegű lenne.
tehát a statikus emf mérésére Hall-effektus alapú érzékelőket használnak. Alapvetően a Hall-effektusok érzékelői használhatók a statikus emf kimutatására. Ezért az AC feszültség mérésére a tekercset, az egyenfeszültség mérésére pedig a Hall effektek érzékelőit használják. Mindkét elv megtalálható a bilincsmérőben, amely mind az AC, mind az egyenáramot méri.
Rogowski Tekercsvizsgálat
bármilyen hiba esetén a tekercs könnyen tesztelhető impedancia alapú módszerrel. Bármilyen nyitott áramköri hiba esetén a mért impedancia nagyon magas lesz. A tekercsben lévő rövidzárlat esetén a mért impedancia nagyon alacsony lesz. Tehát az impedancia érték alapján elvégezhető a hiba típusa és a tekercs tesztelése.
Rogowski tekercs pontossága
a tekercs nagyon pontos, mivel Faraday törvénye alapján méri az AC áramot. A primer és szekunder tekercs közötti légrés miatt apró veszteségek keletkeznének, amelyeket figyelmen kívül lehet hagyni.
előnyök és hátrányok
az előnyök
- rendkívül pontos és könnyen használható.
- az áramkört, amelyre az áramot mérik, nem kell megszakítani
- hatékony nagyon magas
a hátrányok
- csak AC áramokat mér
- külső eszközök szükségesek az áram mérésére. Maga a tekercs nem tudja mérni az áramot
Alkalmazások
mivel a Rogowski tekercset váltakozó áramok mérésére használják, számos alkalmazással rendelkezik. Bilincsmérőben, multiméterben, CRO szondákban, Jelszondákban, digitális tároló oszcilloszkópokban stb.
ezért láttuk a Rogowski tekercsek működési elvét és működését. Általában ezt csak az AC áramok mérésére használják. Érdekes lenne tudni, hogy a tekercs felhasználható-e a váltakozó áramok más formáinak mérésére, például négyzethullám, trapéz stb.?