ما هو ملف Rogowski: التصميم والعمل وتطبيقاته

ما هو ملف Rogowski: التصميم والعمل وتطبيقاته

Rogowski Coil هو أحد الأجهزة الشائعة الاستخدام لقياس تيار متردد . تمامًا مثل الأجهزة الأخرى ، مثل مقياس التثبيت ، المتر المتعدد ، إلخ. يمكن أيضًا استخدام هذا الملف لقياس تيار التيار المتردد. ملف Rogowski هو نوع من لف أو سلك حلزوني يشبه زنبرك كبير. يُجرح الربيع بحيث يتم إرسال أحد أطراف الربيع إلى نهاية البداية من خلال الجزء الأوسط من الربيع. مع هذا ، تصل طرفي الملف إلى نفس النهاية. يستخدم هذا الملف في الغالب لقياس تيارات التيار المتردد ويعمل على مفهوم قانون فاراداي الحث الكهرومغناطيسي.



حلبة روجوفسكي لفائف

في دائرة الملف هذه ، يتم جرحها بحيث ، بدءًا من أحد الطرفين ، يتم إصابة الملف بشكل حلزوني ، ومرة ​​أخرى يتم إخراج الطرف الآخر داخل الفجوة المجوفة للملف الحلزوني الشكل ، وكلا طرفي الملف تشكل في نقطة واحدة.


روجوفسكي كويل

روجوفسكي كويل





نظرية روجوفسكي لفائف

يتم استخدامه لقياس تيارات التيار المتردد. إنه يعمل على مفهوم قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. بغض النظر عن التيار المراد قياسه ، والذي يتدفق في سلك ، يتم وضع ملف Rogowski حول السلك ، بحيث يغطي السلك. اجبة إلى الحث الكهرومغناطيسي ، فإن التيار المتدفق في السلك الذي سيتم قياسه يحث على emf في ملف Rogowski وفقًا لقانون Faraday للحث الكهرومغناطيسي.

روجوفسكي لفائف التصميم

روجوفسكي لفائف التصميم



بعد تحريض emf في ملف Rogowski ، يمكن قياس التيار باستخدام جهاز قياس إضافي مثل مقياس المشبك. يمكننا حتى استخدام CRO لقياس هذا التيار والجهد المستحث في ملف Rogowski. في تصميم ملف Rogowski ، يُجرح الملف في شكل حلزوني ، بحيث تصل طرفي الملف إلى نفس النقطة. ثم يتم لف هذا الملف حول السلك لقياس التيار.

روجوفسكي كويل فورمولا

يتم إعطاء emf المستحث في ملف Rogowski بواسطة

E = M * (دي / دت)


حيث E هو emf المستحث في نهايات ملف Rogowski ، M هو الحث المتبادل للملف ، و di / dt هو معدل تغير التيار من خلال الملف. وتجدر الإشارة إلى أن M هو الحث المتبادل ، ولكن ليس شعور مميز . عندما نفكر في الحث المتبادل ، يجب أيضًا مراعاة عوامل أخرى مثل ثوابت الاقتران ، اتفاقية النقطة ، إلخ.

بمجرد قياس E ، يمكن قياس التيار باستخدام دائرة RC أساسية ، أو مقياس ملقط بسيط يعمل مرة أخرى على مبدأ قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي.

مبدأ عمل Rogowski Coil

كما هو مبين في الشكل ، الملف ذو الشكل الحلزوني عبارة عن ملف. الملف الأسطواني هو الموصل الذي يجب قياس التيار من أجله. عندما يتم لف الملف حول الموصل ، فإن التيار المتدفق في الموصل يحرض emf في الملف ، بسبب قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. يعتمد emf المستحث على عدد المنعطفات والحث المتبادل للملف.

مبدأ العمل

مبدأ العمل

يتم قياس emf باستخدام دائرة RC كما هو موضح في الشكل. تعمل دائرة RC كدائرة تكامل لقياس الجهد. يمكننا حتى قياس الجهد مباشرة ، باستخدام CRO أو عن طريق مقياس ضغط بسيط.

تأثير Rogowski Coil Versus Hall

في الملف ، يجب أن يكون التيار المقاس تيار متردد بطبيعته. بسبب طبيعتها المتناوبة ، يتم الحصول على إزاحة نسبية بين الملف والمجال المغناطيسي. هذا هو القانون الأساسي لمبدأ الاستقراء في فاراداي. ولكن إذا كان التيار المتدفق هو DC ، فلا يمكن للملف قياس التيار. في مثل هذه الحالات ، تكون emf المستحثة في القلب ثابتة في طبيعتها.

لقياس emf الثابت ، يتم استخدام مستشعرات تعتمد على تأثير Hall. في الأساس ، يمكن استخدام مستشعرات تأثيرات Hall لاكتشاف emf الثابت. ومن ثم لقياس جهد التيار المتردد ، يتم استخدام الملف ، ولقياس تأثير قاعة الجهد المستمر تستخدم مستشعرات. يمكن العثور على هذين المبدأين في مقياس المشبك الذي يقيس تيارات التيار المتردد والتيار المستمر.

اختبار ملف Rogowski

في حالة وجود أي أخطاء ، يمكن اختبار الملف بسهولة بالطريقة القائمة على المعاوقة. بالنسبة لأية أخطاء في الدائرة المفتوحة ، ستكون المعاوقة المقاسة عالية جدًا. وبالنسبة لأي دائرة قصر في اللف ، فإن المعاوقة المقاسة ستكون منخفضة جدًا. بناءً على قيمة المعاوقة ، يمكن إجراء نوع الخطأ واختبار الملف.

دقة ملف Rogowski

الملف دقيق للغاية لأنه يقيس تيار التيار المتردد بناءً على قانون فاراداي. ستكون هناك خسائر دقيقة بسبب الفجوة الهوائية بين الملف الأولي والثانوي ، والتي يمكن تجاهلها.

المميزات والعيوب

الإيجابيات

  • إنه دقيق للغاية وسهل الاستخدام.
  • لا يلزم مقاطعة الدائرة التي يقاس التيار من أجلها
  • الكفاءة عالية جدا

العيوب

  • يقيس فقط تيارات التيار المتردد
  • الوسائل الخارجية لقياس التيار مطلوبة. لا يمكن للملف نفسه قياس التيار

التطبيقات

نظرًا لاستخدام ملف Rogowski لقياس تيارات التيار المتردد ، فلديه العديد من التطبيقات. يتم استخدامه في مقياس المشبك ، متعدد المقاييس ، مجسات CRO ، مجسات الإشارة ، راسمات الذبذبات للتخزين الرقمي ، إلخ.

ومن ثم رأينا مبدأ التشغيل والعمل لفائف روجوفسكي . بشكل عام ، يتم استخدام هذا فقط لقياس التيارات المتناوبة. سيكون من المثير للاهتمام معرفة ما إذا كان يمكن استخدام الملف لقياس أشكال أخرى من التيارات المتناوبة مثل الموجة المربعة ، شبه المنحرفة ، إلخ.