Rogowski Coil là một trong những thiết bị thường được sử dụng để đo AC hiện tại . Cũng giống như các thiết bị khác, như đồng hồ kẹp, đồng hồ vạn năng, ... Cuộn dây này cũng có thể được sử dụng để đo dòng điện xoay chiều. Cuộn dây Rogowski là một loại cuộn xoắn hoặc dây giống như một lò xo lớn. Lò xo bị thương như vậy, một đầu của mùa xuân được gửi trở lại đầu cuối qua phần trung tâm của mùa xuân. Với điều này, cả hai đầu của cuộn dây đến cùng một đầu. Cuộn dây này chủ yếu được sử dụng để đo dòng điện xoay chiều và hoạt động dựa trên khái niệm Luật Faraday của cảm ứng điện từ.

Mạch cuộn dây Rogowski

Trong mạch cuộn dây này, nó được quấn như vậy, bắt đầu từ một đầu, cuộn dây bị quấn theo hình xoắn ốc, và một lần nữa đầu kia được đưa ra bên trong khe rỗng của cuộn dây hình xoắn ốc và cả hai đầu của cuộn dây hình thành tại một điểm.

Rogowski Coil

Lý thuyết cuộn dây Rogowski

Nó được sử dụng để đo dòng điện xoay chiều. Nó hoạt động dựa trên khái niệm về định luật cảm ứng điện từ Faraday. Đối với bất kỳ dòng điện cần đo nào đang chạy trong một dây dẫn, cuộn dây Rogowski được đặt xung quanh dây dẫn, bao phủ dây dẫn. Do cảm ứng điện từ , dòng điện chạy trong dây dẫn cần đo sẽ tạo ra một emf trong cuộn Rogowski theo định luật cảm ứng điện từ Faraday.

Thiết kế cuộn dây Rogowski

Sau khi cảm ứng emf trong cuộn dây Rogowski, dòng điện có thể được đo bằng cách sử dụng một thiết bị đo xa hơn như đồng hồ kẹp. Chúng tôi thậm chí có thể sử dụng CRO để đo dòng điện và điện áp này gây ra ở cuộn dây Rogowski. Trong Thiết kế cuộn dây của Rogowski, cuộn dây được quấn theo hình xoắn ốc, sao cho cả hai đầu của cuộn dây đến cùng một điểm. Sau đó cuộn dây này được quấn quanh dây cho dòng điện cần đo.

Công thức cuộn dây Rogowski

Emf cảm ứng trong cuộn Rogowski được cho bởi

E = M * (di / dt)

Trong đó E là cảm ứng cảm ứng ở hai đầu cuộn Rogowski, M là cảm kháng lẫn nhau của cuộn dây và di / dt là tốc độ thay đổi của dòng điện qua cuộn dây. Cần lưu ý rằng M là điện cảm lẫn nhau, nhưng không tự cảm . Khi chúng ta đang xem xét độ tự cảm lẫn nhau, các yếu tố khác như hằng số ghép nối, quy ước chấm, v.v. cũng cần được xem xét.

Sau khi đo được E, dòng điện có thể được đo bằng cách sử dụng mạch RC cơ bản hoặc một đồng hồ kẹp đơn giản hoạt động lại trên nguyên tắc của định luật Faraday về cảm ứng điện từ.

Nguyên lý làm việc của cuộn dây Rogowski

Như trong hình, cuộn dây hình xoắn là cuộn dây. Cuộn dây hình trụ là dây dẫn để đo dòng điện. Khi cuộn dây được quấn quanh dây dẫn, dòng điện chạy trong dây dẫn tạo ra một emf trong cuộn dây, do Định luật Faraday về cảm ứng điện từ. Emf cảm ứng phụ thuộc vào số vòng dây và độ tự cảm lẫn nhau của cuộn dây.

Nguyên tắc làm việc

Emf được đo bằng cách sử dụng một mạch RC như trong hình. Mạch RC hoạt động như một mạch tích phân để đo hiệu điện thế. Chúng tôi thậm chí có thể đo điện áp trực tiếp, bằng cách sử dụng CRO hoặc bằng đồng hồ kẹp đơn giản.

Hiệu ứng Rogowski Coil Versus Hall

Trong cuộn dây, dòng điện đo được có bản chất là xoay chiều. Do tính chất xoay chiều của nó, một dịch chuyển tương đối thu được giữa cuộn dây và từ trường. Đây là luật cơ bản của nguyên lý Faraday’s Induction. Nhưng nếu dòng điện chạy qua là một chiều thì cuộn dây không thể đo được dòng điện. Trong những trường hợp như vậy, emf được tạo ra trong lõi sẽ có bản chất tĩnh.

Vì vậy, để đo emf tĩnh, các cảm biến dựa trên hiệu ứng Hall được sử dụng. Về cơ bản, cảm biến hiệu ứng Hall có thể được sử dụng để phát hiện emf tĩnh. Do đó để đo điện áp AC, cuộn dây được sử dụng và để đo hiệu ứng điện áp DC được sử dụng. Cả hai nguyên tắc này có thể được tìm thấy trong đồng hồ kẹp đo cả dòng AC và DC.

Kiểm tra cuộn dây Rogowski

Trong trường hợp có bất kỳ lỗi nào, có thể dễ dàng kiểm tra cuộn dây bằng phương pháp dựa trên trở kháng. Đối với bất kỳ lỗi hở mạch nào, trở kháng đo được sẽ rất cao. Và đối với bất kỳ ngắn mạch nào trong cuộn dây, trở kháng đo được sẽ rất thấp. Vì vậy, dựa trên giá trị trở kháng, loại lỗi và thử nghiệm của cuộn dây có thể được thực hiện.

Độ chính xác của cuộn dây Rogowski

Cuộn dây có độ chính xác cao vì nó đo dòng điện xoay chiều dựa trên định luật Faraday. Sẽ có tổn thất nhỏ do khe hở không khí giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp, có thể bỏ qua.

Ưu điểm và nhược điểm

Những ưu điểm là

Nó có độ chính xác cao và dễ sử dụng.
Mạch mà dòng điện được đo, không cần phải ngắt
Hiệu quả rất cao

Những bất lợi là

Nó chỉ đo dòng điện AC
Cần có phương tiện bên ngoài để đo dòng điện. Bản thân cuộn dây không thể đo dòng điện

Các ứng dụng

Vì cuộn dây Rogowski được sử dụng để đo dòng điện xoay chiều nên nó có rất nhiều ứng dụng. Nó được sử dụng trong đồng hồ kẹp, đồng hồ vạn năng, đầu dò CRO, đầu dò tín hiệu, máy hiện sóng lưu trữ kỹ thuật số, v.v.

Do đó, chúng tôi đã thấy nguyên tắc hoạt động và hoạt động của Cuộn dây Rogowski . Nói chung, nó chỉ được sử dụng để đo dòng điện xoay chiều. Sẽ rất thú vị nếu biết liệu cuộn dây có thể được sử dụng để đo các dạng khác của dòng điện xoay chiều như sóng vuông, hình thang, v.v. không?