Transformador de Corrente vs. Bobina de Rogowski: Principais Diferenças em Princípio, Desempenho e Aplicações

Na medição elétrica e eletrônica moderna, a capacidade de capturar valores de corrente estáveis e precisos é fundamental para o monitoramento de sistemas de energia e a proteção de equipamentos industriais. Duas ferramentas amplamente utilizadas para medição de corrente são o Transformador de Corrente (TC) (Figura 1) e a Bobina de Rogowski (Figura 2). Embora ambos tenham o mesmo propósito fundamental — medir corrente — seus princípios de funcionamento, características de desempenho e cenários de aplicação diferem significativamente. A escolha do dispositivo certo para a situação certa pode melhorar significativamente a precisão e a confiabilidade da medição.

Figura 1

Figura 2

1. Princípio de funcionamento

Transformador de Corrente (TC)

Um transformador de corrente opera com base no princípio da indução eletromagnética. Normalmente, consiste em um núcleo magnético com um enrolamento primário e um secundário:

Enrolamento primário: Poucas voltas, condutor mais grosso, conectado em série com o circuito medido.

Enrolamento secundário: Muitas voltas, condutor mais fino, conectado a dispositivos de medição ou proteção.

Quando a corrente flui pelo primário, um campo magnético alternado é gerado no núcleo. Isso induz uma corrente proporcional no enrolamento secundário, de acordo com a relação de espiras. O desempenho do TC, portanto, depende fortemente do acoplamento magnético e do material do núcleo.

Bobina de Rogowski

Uma bobina de Rogowski, por outro lado, utiliza uma bobina com núcleo de ar em vez de um núcleo magnético. Ao enrolar uma bobina helicoidal ao redor do condutor em teste, ela captura a taxa de variação do fluxo magnético. A tensão induzida na bobina é proporcional à taxa de variação da corrente. Com a integração adequada do sinal, a forma de onda real da corrente pode ser reconstruída.

Como não possui núcleo, a bobina de Rogowski é livre de saturação magnética, o que a torna altamente adequada para medir correntes muito grandes e que mudam rapidamente.

2. Características de desempenho

Faixa de medição

TCs são ideais para medições de correntes elevadas em baixa a média frequência e em regime permanente, normalmente variando de centenas a milhares de amperes. No entanto, são limitados pela saturação do núcleo em condições de sobrecarga.

As bobinas de Rogowski têm uma ampla resposta de frequência e podem medir correntes de miliamperes a megaampères, incluindo correntes transitórias e pulsadas rápidas.

Precisão e Linearidade

Os TCs oferecem alta precisão na frequência de energia (50/60 Hz), tornando-os confiáveis para medição e proteção. No entanto, quando ocorre saturação, pode ocorrer distorção não linear.

As bobinas de Rogowski oferecem excelente linearidade em uma ampla faixa dinâmica, com erro mínimo mesmo sob variações extremas de corrente.

Resposta de frequência

TCs: Limitados pelo núcleo magnético e normalmente projetados para aplicações de frequência de energia.

Bobinas de Rogowski: Capazes de capturar eventos transitórios e de alta frequência, tornando-as indispensáveis para ambientes de testes avançados.

3. Cenários de Aplicação

Transformadores de Corrente (TCs)

Devido à sua maturidade, precisão e robustez, os TCs são amplamente utilizados em:

Sistemas de energia: Medição e proteção em subestações e linhas de transmissão.

Monitoramento industrial: Motores, transformadores e grandes cargas elétricas.

Medição de energia: precisão de nível de serviço público para faturamento e monitoramento.

Bobinas Rogowski

Devido à sua ampla largura de banda e natureza não intrusiva, as bobinas de Rogowski são normalmente aplicadas em:

Medição de corrente de alta frequência: como em fontes de alimentação chaveadas.

Detecção de corrente transitória: captura de surtos, picos ou correntes de falha.

Eletrônica de potência e carregamento de veículos elétricos: monitoramento de flutuações rápidas de corrente em sistemas modernos.

4. Tabela de comparação: TC vs. Bobina de Rogowski

Transformadores de Corrente (TCs) são a escolha certa para medição de corrente de baixa frequência, em estado estável e de alta precisão , especialmente em sistemas de energia e medição de energia.

Bobinas Rogowski se destacar em monitoramento de corrente de alta frequência, transitória e de ampla faixa , tornando-os essenciais em eletrônica de potência, dispositivos de comutação e sistemas de carregamento de veículos elétricos.

Ao compreender essas distinções, engenheiros e compradores podem selecionar a ferramenta mais adequada às necessidades de seus projetos, garantindo maior precisão, taxas de erro reduzidas e confiabilidade do sistema aprimorada

Links externos relevantes relacionados às principais diferenças entre transformadores de corrente (TC) e bobinas de Rogowski:

Explicação do princípio de funcionamento dos transformadores de corrente, incluindo operação detalhada e considerações de segurança
Um PDF técnico explicando o princípio da bobina de Rogowski, como ele mede a taxa de variação da corrente e o papel da integração
Comparação destacando as vantagens das bobinas de Rogowski em relação aos TCs convencionais, incluindo flexibilidade de instalação e faixa de medição
Descrição das principais aplicações de transformadores de corrente em sistemas de energia, medição, proteção e energia renovável
Visão geral de aplicações típicas onde as bobinas de Rogowski se destacam, como soldagem de precisão e fornos de fusão a arco, mostrando sua precisão e natureza não intrusiva
Página da Wikipédia resumindo o projeto, a função e os cenários de uso típicos da bobina de Rogowski, incluindo seus requisitos de construção e integração de núcleo de ar