Apakah coil Rogowski?

Apakah Coil Rogowski?

Definisi Coil Rogowski

Coil Rogowski didefinisikan sebagai perangkat elektrik yang mengukur arus bolak-balik (AC) dan arus transien atau pulsa berkecepatan tinggi.

Ciri-Ciri Coil Rogowski

Coil Rogowski adalah coil yang dirangkai dengan rata dengan N jumlah putaran dan luas penampang konstan A. Tidak ada inti logam dalam coil Rogowski. Terminal ujung coil dikembalikan melalui sumbu tengah coil ke terminal lainnya. Oleh karena itu, kedua terminal berada di ujung yang sama dari coil.

Prinsip Kerja

Coil Rogowski beroperasi berdasarkan hukum Faraday, mirip dengan transformator arus bolak-balik (CT). Dalam CT, tegangan yang diinduksi pada coil sekunder sebanding dengan arus dalam konduktor. Perbedaan antara coil Rogowski dan transformator arus bolak-balik terletak pada intinya. Dalam coil Rogowski, digunakan inti udara, sedangkan dalam transformator arus, digunakan inti baja.

Ketika arus melewati konduktor, akan menciptakan medan magnet. Karena adanya persimpangan dengan medan magnet, tegangan diinduksi antara terminal-terminal coil Rogowski.

Besarnya tegangan sebanding dengan arus yang melewati konduktor. Coil Rogowski memiliki jalur tertutup. Umumnya, output dari coil Rogowski dihubungkan dengan rangkaian integrator. Jadi, tegangan coil kemudian diintegrasikan untuk memberikan tegangan output yang sebanding dengan sinyal arus input.

Integrator Coil Rogowski

Berdasarkan komponen yang digunakan dalam integrator, terdapat dua jenis integrator;

• Integrator Pasif

• Integrator Aktif

Integrator Pasif

Untuk rentang output yang besar dari coil Rogowski, rangkaian RC seri berfungsi sebagai integrator. Nilai kesalahan fase yang dapat diterima menentukan nilai Hambatan (R) dan Kapasitansi (C).

Hubungan antara R dan C serta kesalahan fase dapat diturunkan dari diagram fasor jaringan RC. Dan ditunjukkan dalam gambar di bawah ini.

Dalam diagram fasor,

VR dan VC mewakili penurunan tegangan pada resistor dan kapasitor,

IT adalah arus bersih dalam jaringan,

V0 adalah tegangan output. Tegangan ini sama dengan tegangan pada kapasitor (VC),

VIN adalah tegangan input. Ini adalah jumlah vektor dari penurunan tegangan pada resistor dan kapasitor.

Penurunan tegangan pada resistor berfase sama dan penurunan tegangan

pada kapasitor akan tertinggal 90˚ terhadap arus bersih.

Integrator Aktif

Rangkaian RC berfungsi sebagai pengurang, mengurangi tegangan pada kapasitor. Pada tingkat arus rendah, tegangan output bisa sangat rendah, dalam mikrovolt (μV), menciptakan sinyal lemah untuk Analog to Digital Converter (ADC).

Masalah ini dapat diselesaikan dengan menggunakan Integrator Aktif. Rangkaian integrator aktif ditunjukkan dalam gambar di bawah ini.

Di sini, elemen RC berada dalam jalur umpan balik Amplifier. Gain dari amplifier dapat disesuaikan dengan menggunakan persamaan di bawah ini.

Kelebihan Coil Rogowski

• Dapat merespons arus yang berubah cepat.

• Tidak ada bahaya pembukaan coil sekunder.

• Udara digunakan sebagai media, tanpa inti magnet. Hal ini mencegah risiko jenuh inti.

• Dalam coil ini, kompensasi suhu sederhana.

Kekurangan Coil Rogowski

• Untuk mendapatkan bentuk gelombang arus, output dari coil harus melewati rangkaian integrator. Diperlukan sumber daya 3V hingga 24Vdc.

• Tidak dapat mengukur arus DC.