罗氏线圈Rogowski Coil的工作原理

罗氏线圈Rogowski Coil的工作原理

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。