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罗氏线圈

2020-05-13 09:12:06 98

什么是罗氏线圈?

罗氏线圈是以德国物理学家Walter Rogowski命名的,罗氏线圈是一种用于测试交流电流、脉冲电流以及正弦波电流的电子设备。

简单来说,罗氏线圈是一个均匀缠绕在非磁性材料上的环形线圈,线缆的末端沿着中心点旋转一圈之后回到起点,绕成一圈之后连接到一条线缆上固定。

在测试时,将线圈的活动端取下绕被测物缠绕一周,然后插入到另外一端形成环状,以进行测试。

罗氏线圈工作原理?

在导体中流过的交变或脉冲电流会产生交变的磁场,交变的磁场沿中心线穿过罗氏线圈感应产生交变的电压,该交变的电压的和被测电流的变化率成正比。

无间断的闭环线圈可以测试出:该闭环线圈内产生的电压E正比于环绕的电流I的变化率,其变化关系表示为E = H.dI / dt的,其中H为线圈的灵敏度(VS / A),和NA成正比。

罗氏线圈是一种空心环形的线圈,有柔性和硬性两种,可以直接套在被测量的导体上来测量交流电流。其设计基本原理如图:

罗氏线圈测量电流的理论依据是法拉第电磁感应定律和安培环路定律,当被测电流沿轴线通过罗氏线圈中心时,在环形绕组所包围的体积内产生相应变化的磁场,强度为H,由安培环路定律得:

∮H•dl=I(t)

由B=μH,e(t)=dΦ/dt,Ф=N∫B•dS,e(t)=M•di/dt,得:

其截面为矩形时,互感系数M和自感系数L分别为:

M=μ0Nhln(b/a)/2π

L=μ0N^2hln(b/a)/2π

上式中,H为线圈内部的磁场强度,B为线圈内部的磁感应强度,μ0为真空磁导率,N为线圈匝数,e(t)为线圈两端的感应电压,a, b分别为线圈横截面的内外径,h为截面高度。

由此可见,线圈一定时,M为定值,线圈的输出电压与di/dt成正比。也就是说,罗氏线圈的输出电压与被测电流的微分成正比,只要将其输出经过的积分器,即可得到与一次电流成正比的输出电压。



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