Cuộn Rogowski đo dòng điện mà không cần lõi sắt bằng cách nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý 12
Cuộn Rogowski ôm quanh dây cần đo và tạo điện áp cảm ứng khi dòng trong dây thay đổi; mạch tích phân biến điện áp ấy thành tín hiệu phản ánh dòng điện. Cuộn thường không dùng lõi sắt, nên có thể làm mềm để mở ra rồi vòng quanh dây.
Đầu ra cuộn chưa phải bản sao của dòng
Dòng điện trong dây tạo từ trường. Khi dòng biến thiên, từ thông móc vòng qua các vòng dây của đầu dò cũng biến thiên. Điện áp sinh ra liên quan tốc độ thay đổi dòng, không trực tiếp chỉ độ lớn dòng ở mọi thời điểm.
Một dòng lớn nhưng giữ hoàn toàn ổn định không tiếp tục tạo điện áp theo nguyên lý cảm ứng này. Trái lại, một thay đổi nhanh có thể tạo tín hiệu rõ dù giá trị dòng tức thời chưa lớn nhất.
Tích phân làm khâu nối quan trọng
Mạch tích phân xử lý tín hiệu để thu đầu ra tỉ lệ với dòng trong miền tần số được thiết kế. Cả cuộn, cáp và mạch đều góp phần quyết định độ chính xác và đáp ứng.
Bởi vậy, bỏ mạch tích phân rồi đọc điện áp cuộn như ampe kế sẽ dẫn đến hiểu sai. Khi đọc dạng sóng, cần biết đầu dò đang cung cấp tín hiệu thô hay tín hiệu đã xử lý.
Không lõi sắt có lợi nhưng không vô hạn
Không có lõi sắt nghĩa là tránh được giới hạn bão hòa từ của loại lõi đó. Nhưng mạch điện tử vẫn có thể quá tải, nhiễu hoặc lệch; băng thông thấp và cao đều hữu hạn.
Cách vòng cuộn, vị trí chỗ nối và những dây khác đi qua vùng đo cũng quan trọng. Nếu ôm cả dây đi và dây về mang dòng ngược nhau, đóng góp có thể triệt tiêu phần lớn thay vì cho số đọc dòng của riêng một dây.
Một đầu dò cách ly về điện cũng phải có cấp cách điện và phạm vi sử dụng phù hợp; nguyên lý không tự thay thế thông số thiết bị.
Hiểu lầm: không bão hòa lõi nghĩa là đo được mọi dòng DC và mọi xung ở mọi tốc độ.
Ghi nhớ: dòng đổi tạo điện áp, tích phân tạo bản đo dòng, băng thông quyết định phần nào của dạng sóng được giữ đúng.
Đọc thêm
- Cảm biến Hall biến từ trường thành điện áp bằng cách nào?
- Thiết bị chống dòng rò nhận ra dòng điện đi và về khác nhau bằng cách nào?