Rogowski-spoel

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Naar navigatie springen Naar zoeken springen
Rogowski-spoel om een stroomvoerende geleider

Een Rogowski-spoel, vernoemd naar de Duitser Walter Rogowski, is een elektrotechnisch apparaat voor het meten van wisselstromen in een elektrische geleider.

Principe[bewerken]

De Rogowski-spoel is een heliocentrische stroomspoel met een luchtkern (kern zonder ijzer) waarbij het uiteinde door het midden van de spoel wordt teruggeleid naar het begin, zodat beide draden op dezelfde plaats bijeenkomen. De spoel wordt vastgemaakt rond de geleider waarvan de stroomsterkte gemeten wordt.

De primaire stroom in de geleider induceert een spanning in de spoel die proportioneel is met de primaire stroom door de geleider. De spanning aan de uitgang moet versterkt en geconditioneerd worden voordat deze bruikbaar is in berekeningen of omzettingen. Hiervoor worden vaak speciale geïntegreerde schakelingen gebruikt met een ingebouwde analoog-digitaalomzetter.

Door het ontbreken van een kern kan de spoel kan zo uitgevoerd worden dat de spoel flexibel en openbaar is. Hierdoor is het mogelijk om de Rogowski-spoel te installeren in zowel bestaande installaties als mobiele meetopstellingen. Vanwege het ontbreken van een ijzerkern heeft de Rogowski-spoel een lage zelfinductie en kan het reageren op snel veranderde stromen. Daarnaast is een Rogowski-spoel geschikt voor het meten van hoge stromen, maar vanwege het meetprincipe kan men alleen wisselstromen of hoogfrequente stroompulsen meten.

Formules[bewerken]

De spanning die door een Rogowski-spoel wordt opgewekt is:

,

Waarbij:

  • , de doorsnede van de wikkeling
  • , het aantal windingen
  • , de lengte van de winding (omtrek van de spoel)
  • , de grootte van de verandering van de stroom door de stroomvoerende geleider
  • Vs/(Am), de magnetische constante
  • , de radius van de spoel om de geleider
  • , de radius van de wikkeling

In de formule wordt aangenomen dat de wikkelingen gelijkmatig zijn verdeeld en dat de radius (r) klein is ten opzichte van de radius (R) van de spoel zelf.

De spanning van de Rogowski-spoel is rechtevenredig met de verandering van de stroom door de geleider. De uitgang wordt door een integrator geleid zodat de spanning evenredig wordt met de stroomsterkte.