La bobina de Rogowski es uno de los dispositivos comúnmente utilizados para la medición de Corriente alterna . Al igual que otros dispositivos, como pinzas amperimétricas, multímetro, etc. Esta bobina también se puede utilizar para medir corriente CA. La bobina de Rogowski es una especie de devanado helicoidal o alambre que se asemeja a un gran resorte. El resorte está herido de tal manera que un extremo del resorte se envía de regreso al extremo inicial a través de la parte central del resorte. Con esto, ambos extremos de la bobina llegan al mismo extremo. Esta bobina se utiliza principalmente para medir corrientes de CA y trabaja en el concepto de Ley de Faraday de inducción electromagnética.
Circuito de bobina de Rogowski
En este circuito de bobina, se enrolla de tal manera que, comenzando por un extremo, la bobina se enrolla en forma helicoidal, y nuevamente el otro extremo sale dentro del espacio hueco de la bobina en forma helicoidal, y ambos extremos de la bobina forma en un punto.
Bobina de Rogowski
Teoría de la bobina de Rogowski
Se utiliza para medir corrientes CA. Trabaja sobre el concepto de la Ley de Faraday de inducción electromagnética. Cualquiera que sea la corriente a medir, que fluye en un cable, la bobina de Rogowski se coloca alrededor del cable, cubriendo el cable. Debido a inducción electromagnética , la corriente que fluye en el cable que se va a medir induce una fem en la bobina de Rogowski según la ley de inducción electromagnética de Faraday.
Diseño de bobina Rogowski
Después de la inducción de fem en la bobina de Rogowski, la corriente se puede medir utilizando un dispositivo de medición adicional como una pinza amperimétrica. Incluso podemos usar un CRO para medir esta corriente y voltaje inducidos en la bobina de Rogowski. En El diseño de la bobina de Rogowski, la bobina está enrollada en forma helicoidal, de modo que ambos extremos de la bobina llegan al mismo punto. Luego, esta bobina se enrolla alrededor del cable para medir la corriente.
Fórmula de bobina de Rogowski
La fem inducida en la bobina de Rogowski está dada por
E = M * (di / dt)
Donde E es la fem inducida en los extremos de la bobina de Rogowski, M es la inductancia mutua de la bobina y di / dt es la tasa de cambio de corriente a través de la bobina. Cabe señalar que M es la inductancia mutua, pero no autoinductancia . Cuando consideramos la inductancia mutua, también deben considerarse otros factores como las constantes de acoplamiento, la convención de puntos, etc.
Una vez que se mide la E, la corriente se puede medir usando un circuito RC fundamental, o una simple pinza amperimétrica que nuevamente funciona según el principio de la ley de inducción electromagnética de Faraday.
Principio de funcionamiento de la bobina de Rogowski
Como se muestra en la figura, la bobina de forma helicoidal es una bobina. La bobina cilíndrica es el conductor para el que se mide la corriente. Cuando la bobina se enrolla alrededor del conductor, la corriente que fluye en el conductor induce una fem en la bobina, debido a la ley de inducción electromagnética de Faraday. La fem inducida depende del número de vueltas y de la inductancia mutua de la bobina.
Principio de funcionamiento
La fem se mide utilizando un circuito RC como se muestra en la figura. El circuito RC actúa como un circuito integrador para medir el voltaje. Incluso podemos medir el voltaje directamente, usando un CRO o con una simple pinza amperimétrica.
Bobina de Rogowski versus efecto Hall
En la bobina, la corriente medida debe ser de CA por naturaleza. Debido a su naturaleza alterna, se obtiene un desplazamiento relativo entre la bobina y el campo magnético. Esta es la ley básica del principio de inducción de Faraday. Pero si la corriente que fluye es CC, la bobina no puede medir la corriente. En tales casos, la fem inducida en el núcleo sería de naturaleza estática.
Entonces, para medir la fem estática, se utilizan sensores basados en el efecto Hall. Básicamente, los sensores de efectos Hall se pueden utilizar para detectar la fem estática. Por lo tanto, para medir el voltaje de CA, se usa la bobina, y para medir el voltaje de CC, se usan sensores de efectos Hall. Ambos principios se pueden encontrar en la pinza amperimétrica que mide las corrientes de CA y CC.
Prueba de bobina de Rogowski
En caso de fallas, la bobina se puede probar fácilmente mediante el método basado en impedancia. Para cualquier falla de circuito abierto, la impedancia medida será muy alta. Y para cualquier cortocircuito en el devanado, la impedancia medida será muy baja. Entonces, según el valor de impedancia, se puede realizar el tipo de falla y la prueba de la bobina.
Precisión de la bobina de Rogowski
La bobina es muy precisa ya que mide la corriente alterna según la ley de Faraday. Habría pérdidas mínimas debido al espacio de aire entre el devanado primario y secundario, que pueden ignorarse.
Ventajas y desventajas
Las ventajas son
- Es muy preciso y fácil de usar.
- El circuito para el que se mide la corriente, no necesita ser interrumpido
- Eficiente es muy alto
Las desventajas son
- Mide solo corrientes CA
- Se requieren medios externos para medir la corriente. La bobina en sí no puede medir la corriente
Aplicaciones
Dado que la bobina de Rogowski se utiliza para medir corrientes de CA, tiene numerosas aplicaciones. Se utiliza en pinzas amperimétricas, multímetro, sondas CRO, sondas de señal, osciloscopios de almacenamiento digital, etc.
Por lo tanto, hemos visto el principio operativo y el funcionamiento de Bobinas de Rogowski . Generalmente, esto se usa solo para medir corrientes de CA. Sería interesante saber si la bobina se puede usar para medir otras formas de corrientes alternas como una onda cuadrada, trapezoidal, etc.
