¿Qué es una bobina Rogowski?

Nombrado en honor al físico alemán Walter Rogowski, el Rogowski Coil es un dispositivo eléctrico utilizado para medir corriente alterna (AC) como el transitorio de alta velocidad; corrientes pulsadas o corrientes sinusoidales de frecuencia de potencia.

En su forma más simple, una bobina Rogowski es una bobina de cuerda uniforme de N vueltas por metro en un antiguo no magnético de área seccional transversal constante A. El cable de bobinado se devuelve al punto de partida a lo largo del eje central del primero y los dos extremos se conectan típicamente a un cable. El extremo libre de la bobina se inserta normalmente en un enchufe adyacente a la conexión del cable de una manera que permite que se desenchufe, lo que permite que la bobina se coloque en bucle alrededor del conductor que lleva la corriente a medir.

¿Cómo funciona?

Una corriente alterna o pulsada en un conductor desarrolla un campo magnético y la interacción de este campo magnético y la bobina Rogowski local al campo da lugar a una tensión inducida dentro de la bobina que es proporcional a la velocidad de cambio de la corriente que se mide. Siempre que la bobina constituya un bucle cerrado sin discontinuidades, se puede demostrar que la tensión E inducida en la bobina es proporcional a la velocidad de cambio de la corriente rodeada I de acuerdo con la relación E-H.dI/dt, donde H, la sensibilidad de la bobina en (Vs/A), es proporcional a NA.

Para obtener una tensión de salida VOUT proporcional a I es necesario integrar la tensión de bobina E; por lo tanto, un integrador electrónico se utiliza para proporcionar un ancho de banda que se extiende hasta por debajo de 1Hz.

El integrador de amplificador de operación, en su forma más simple, con una resistencia de entrada Rsh y un condensador de retroalimentación C tiene una salida Vout (1/CR) Edt. Por lo tanto, la ganancia total del transductor es dada por Vout-RshI, donde Rsh H/CR es la sensibilidad del transductor (V/A).

La relación Vout proporcional a I es válida en todo el ancho de banda del transductor. El ancho de banda se define como el rango de frecuencias de fL a fH para el cual las corrientes sinusoidales se pueden medir dentro de 3dB de la sensibilidad especificada Rsh.

A bajas frecuencias la ganancia del integrador aumenta y en teoría se volverá infinita a medida que la frecuencia se acerque a cero. Esto resultaría en deriva de cc inaceptable y ruido de baja frecuencia; por lo tanto, la ganancia del integrador tiene que ser limitada a bajas frecuencias. Esta limitación se logra mediante la colocación de un filtro de paso bajo en paralelo con el condensador de integración. El filtro de paso bajo establece el ancho de banda de baja frecuencia fL, típicamente esto es menos de 1Hz.

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