O que é bobina de Rogowski: projeto, trabalho e suas aplicações

O que é bobina de Rogowski: projeto, trabalho e suas aplicações

Bobina de Rogowski é um dos dispositivos comumente usados ​​para a medição de Corrente AC . Assim como outros dispositivos, como alicate amperímetro, multímetro, etc. Esta bobina também pode ser usada para medir a corrente CA. A bobina de Rogowski é uma espécie de enrolamento helicoidal ou fio semelhante a uma grande mola. A mola está ferida de tal forma que, uma extremidade da mola é enviada de volta para a extremidade inicial através da parte central da mola. Com isso, ambas as pontas da bobina chegam ao mesmo fim. Esta bobina é usada principalmente para medir correntes AC e trabalha com o conceito de Lei de Faraday de indução eletromagnética.



Circuito da Bobina Rogowski

Neste circuito da bobina, é ferido de tal forma que, começando de uma extremidade, a bobina é enrolada em uma forma helicoidal e, novamente, a outra extremidade é trazida para fora dentro da lacuna oca da bobina em forma helicoidal, e ambas as extremidades da bobina formar em um ponto.


Rogowski Coil

Rogowski Coil





Teoria da bobina de Rogowski

É usado para medir correntes AC. Ele trabalha com o conceito da Lei da indução eletromagnética de Faraday. Para qualquer que seja a corrente a ser medida, que está fluindo em um fio, a bobina de Rogowski é colocada ao redor do fio, cobrindo o fio. Devido a Indução eletromagnética , a corrente fluindo no fio que deve ser medido induz uma fem na bobina de Rogowski de acordo com a lei de indução eletromagnética de Faraday.

Rogowski Coil Design

Rogowski Coil Design



Após a indução da fem na bobina de Rogowski, a corrente pode ser medida usando um outro dispositivo de medição, como um alicate amperímetro. Podemos até usar um CRO para medir essa corrente e tensão induzida na bobina de Rogowski. No Projeto da bobina de Rogowski, a bobina é enrolada em uma forma helicoidal, de modo que ambas as extremidades da bobina cheguem ao mesmo ponto. Em seguida, esta bobina é enrolada ao redor do fio para que a corrente seja medida.

Rogowski Coil Formula

A fem induzida na bobina de Rogowski é dada por

E = M * (di / dt)


Onde E é a fem induzida nas extremidades da bobina de Rogowski, M é a indutância mútua da bobina e di / dt é a taxa de variação da corrente através da bobina. Deve-se notar que M é a indutância mútua, mas não auto-indutância . Quando estamos considerando a indutância mútua, outros fatores como constantes de acoplamento, convenção de pontos, etc. também devem ser considerados.

Uma vez que o E é medido, a corrente pode ser medida usando um circuito RC fundamental, ou um medidor de grampo simples que, novamente, funciona com o princípio da lei de indução eletromagnética de Faraday

Princípio de funcionamento da bobina de Rogowski

Conforme mostrado na figura, a bobina em forma de hélice é uma bobina. A bobina cilíndrica é o condutor para o qual a corrente deve ser medida. Quando a bobina é enrolada em torno do condutor, a corrente que flui no condutor induz uma fem na bobina, devido à Lei de indução eletromagnética de Faraday. A fem induzida depende do número de voltas e da indutância mútua da bobina.

Princípio de trabalho

Princípio de trabalho

A fem é medida usando um circuito RC, conforme mostrado na figura. O circuito RC atua como um circuito integrador para medir a tensão. Podemos até medir a tensão diretamente, usando um CRO ou por um simples alicate amperímetro.

Efeito Rogowski Coil Versus Hall

Na bobina, a corrente medida deve ser CA por natureza. Devido à sua natureza alternada, um deslocamento relativo é obtido entre a bobina e o campo magnético. Esta é a lei básica do princípio da indução de Faraday. Mas se a corrente fluindo for DC, a bobina não pode medir a corrente. Em tais casos, a fem induzida no núcleo seria de natureza estática.

Portanto, para medir a fem estática, são usados ​​sensores baseados no efeito Hall. Basicamente, os sensores de efeitos Hall podem ser usados ​​para detectar fem estática. Portanto, para medir a tensão CA, a bobina é usada, e para medir a tensão CC são usados ​​sensores de efeitos Hall. Ambos os princípios podem ser encontrados no alicate amperímetro, que mede as correntes CA e CC.

Teste de bobina de Rogowski

Em caso de falhas, a bobina pode ser facilmente testada pelo método baseado em impedância. Para qualquer falha de circuito aberto, a impedância medida será muito alta. E para qualquer curto-circuito no enrolamento, a impedância medida será muito baixa. Portanto, com base no valor da impedância, o tipo de falha e o teste da bobina podem ser feitos.

Precisão da bobina de Rogowski

A bobina é altamente precisa, pois mede a corrente CA com base na lei de Faraday. Haveria perdas mínimas devido ao entreferro entre o enrolamento primário e secundário, que pode ser ignorado.

Vantagens e desvantagens

As vantagens são

  • É altamente preciso e fácil de usar.
  • O circuito para o qual a corrente é medida não precisa ser interrompido
  • Eficiente é muito alto

As desvantagens são

  • Ele mede apenas correntes AC
  • São necessários meios externos para medir a corrente. A própria bobina não pode medir a corrente

Formulários

Visto que a bobina de Rogowski é usada para medir correntes CA, ela tem inúmeras aplicações. É usado em alicate amperímetro, multímetro, sondas CRO, sondas de sinal, osciloscópios de armazenamento digital, etc.

Portanto, vimos o princípio de operação e funcionamento de Bobinas de Rogowski . Geralmente, isso é usado apenas para medir correntes CA. Seria interessante saber se a bobina pode ser usada para medir outras formas de correntes alternadas como onda quadrada, trapezoidal, etc?