O que é uma bobina Rogowski?

Nomeado em homenagem ao físico alemão Walter Rogowski, o Rogowski Coil é um dispositivo elétrico usado para medir correntes alternadas (AC) como transitório de alta velocidade; correntes pulsadas ou correntes sinusoidais de freqüência de energia.

Em sua forma mais simples, uma bobina rogowski é uma bobina uniformemente ferida de N gira por metro em um antigo não magnético da área transversal constante A. O fio sinuoso é devolvido ao ponto de partida ao longo do eixo central do primeiro e as duas extremidades são tipicamente conectadas a um cabo. A extremidade livre da bobina é normalmente inserida em um soquete adjacente à conexão do cabo de uma forma que permite que ela seja desconectada, permitindo que a bobina seja enrolada em torno do condutor que carrega a corrente a ser medida.

Como funciona?

Uma corrente alternada ou pulsada em um condutor desenvolve um campo magnético e a interação deste campo magnético e da bobina rogowski local ao campo dá origem a uma tensão induzida dentro da bobina que é proporcional à taxa de mudança da corrente que está sendo medida. Desde que a bobina constitua um laço fechado sem descontinuidades, pode-se mostrar que a tensão E induzida na bobina é proporcional à taxa de mudança da corrente circundada I de acordo com a relação E=H.dI/dt, onde H, a sensibilidade da bobina em (Vs/A), é proporcional à NA.

Para obter uma tensão de saída VOUT proporcional a I é necessário integrar a tensão da bobina E; portanto, um integrador eletrônico é usado para fornecer uma largura de banda que se estende até abaixo de 1Hz.

O integrador op-amp, em sua forma mais simples, com um resistor de entrada Rsh e capacitor de feedback C tem uma saída Vout=(1/CR)) Edt. O ganho geral do transdutor é, portanto, dado por Vout=RshI, onde Rsh= H/CR é a sensibilidade do transdutor (V/A).

A relação Vout proporcional a I é válida por toda a largura de banda do transdutor. A largura de banda é definida como a faixa de freqüências de fL para fH para as quais as correntes sinusoidais podem ser medidas para dentro de 3dB da sensibilidade especificada Rsh.

Em baixas frequências, o ganho do integrador aumenta e, em teoria, se tornará infinito à medida que a frequência se aproxima de zero. Isso resultaria em uma deriva dc inaceitável e ruído de baixa frequência; portanto, o ganho do integrador tem que ser limitado em baixas frequências. Essa limitação é alcançada colocando um filtro de passagem baixa em paralelo com o capacitor integrador. O filtro de passe baixo define a fL de baixa freqüência de banda, normalmente isso é inferior a 1Hz.

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