Rogowského cívka je flexibilní proudový převodník se vzduchovým jádrem široce používaný k měření střídavého proudu, pulzního proudu a rychlého přechodového proudu. Na rozdíl od tradičních proudových transformátorů postavených na feromagnetických jádrech neobsahuje žádné magnetické železné jádro, což eliminuje efekt saturace a umožňuje měření extrémně velkých hodnot proudu. Jeho jedinečná struktura a princip fungování jej činí nepostradatelným ve výkonové elektronice, vysokonapěťovém testování a průmyslovém monitorování výkonu.
Fyzicky, a Rogowského cívka se skládá z kontinuálního vinutí jemného drátu rovnoměrně ovinutého kolem nemagnetické trubkové formy. Vinutí tvoří uzavřenou smyčku obklopující vodič přenášející cílový proud. Jedním z kritických konstrukčních detailů je zpětný vodič, který prochází středem trubice, aby se eliminovalo rozptýlené elektromagnetické rušení z vnějších magnetických polí. Výstup cívky není přímou reprezentací měřeného proudu. Místo toho generuje napětí úměrné rychlosti změny proudu procházejícího uzavřeným vodičem.
Pracovní teorie se řídí Faradayovým zákonem elektromagnetické indukce. Když střídavý proud protéká centrálním vodičem, vytváří časově proměnlivé magnetické pole obklopující vodič. Tento magnetický tok proniká do vinutí Rogowského cívky. Faradayův zákon říká, že indukovaná elektromotorická síla se objevuje přes svorky cívky, definovaná matematicky jako (V = -M rac{di}{dt}). Zde M znamená vzájemnou indukčnost cívky a di/dt označuje časovou derivaci měřeného proudu. Je zřejmé, že surové napětí cívky závisí spíše na tom, jak rychle se mění proud, než na velikosti samotného proudu.
Protože výstupní signál je derivací primárního proudu, je nezbytný vnější obvod pro úpravu signálu. Obvod integrátoru přijímá napětí cívky a provádí matematickou integraci. Po integraci se výstupní napětí stane přímo úměrné původnímu měřenému proudu. Analogové integrátory jsou běžné pro měření v reálném čase, zatímco digitální integrace může být implementována v mikroprocesorech pro digitální akviziční systémy.
Konstrukce vzduchového jádra přináší výrazné výhody. Bez feromagnetického materiálu nikdy nedojde k magnetickému nasycení, takže cívka dokáže zachytit obrovské rázové proudy bez zkreslení. Poskytuje také vynikající linearitu a širokou šířku pásma, pokrývající nízkofrekvenční střídavé signály až po ultra rychlé blesky nebo přechodové jevy. Mezitím lze verze s flexibilními cívkami omotat kolem kabelů bez odpojování obvodů, což umožňuje pohodlnou instalaci na místě.
Rogowského cívky však mají omezení. Nemohou přesně měřit čistý stejnosměrný proud, protože stálý stejnosměrný proud vytváří neměnné magnetické pole, které produkuje nulové indukované napětí. Cívka navíc zůstává citlivá na vnější elektromagnetický šum, pokud jsou výrobní normy špatné. Pro zachování přesnosti měření je nutné správné stínění a přesná symetrie vinutí.
Stručně řečeno, Rogowského cívka se spoléhá na elektromagnetickou indukci pro snímání měnícího se proudu pomocí detekce měnícího se magnetického toku. V kombinaci s integrátorem převádí rozdílový napěťový signál na použitelnou hodnotu proudu. Díky své široké šířce pásma, vlastnosti proti saturaci a flexibilní montáži je i nadále preferovaným řešením snímání proudu pro moderní energetické systémy.
