Penderia arus ialah peranti yang digunakan untuk mengesan dan mengukur aliran arus elektrik dalam konduktor. Ia memainkan peranan penting dalam sistem pengukuran, pemantauan dan kawalan elektrik dengan menukar arus kepada isyarat keluaran yang boleh diukur seperti voltan, data digital atau isyarat analog. Penderia semasa digunakan secara meluas dalam sistem kuasa, automasi industri, peralatan tenaga boleh diperbaharui, kenderaan elektrik dan elektronik pengguna.
Prinsip kerja asas a sensor arus bergantung pada kaedah yang digunakan untuk mengesan arus. Salah satu jenis yang paling biasa ialah kaedah penderiaan medan magnet. Apabila arus elektrik mengalir melalui konduktor, ia menghasilkan medan magnet di sekelilingnya mengikut teori elektromagnet André-Marie Ampère. Penderia semasa mengesan medan magnet ini dan menukarnya menjadi isyarat elektrik berkadar.
Teknologi penderiaan arus magnet yang digunakan secara meluas ialah prinsip kesan Hall. Dalam penderia arus kesan Hall, elemen Hall diletakkan berhampiran teras magnet yang mengelilingi konduktor. Apabila arus mengalir melalui konduktor, medan magnet tertumpu oleh teras dan dikesan oleh elemen Hall. Elemen Hall menghasilkan voltan kecil yang berkadar dengan kekuatan medan magnet, yang kemudiannya dikuatkan dan diproses menjadi isyarat keluaran yang boleh digunakan. Kaedah ini membolehkan pengukuran bukan sentuhan dan menyediakan pengasingan elektrik antara litar yang diukur dan litar keluaran, meningkatkan keselamatan dan kebolehpercayaan.
Satu lagi jenis biasa ialah pengubah semasa, selalunya disingkat sebagai CT. Ia berfungsi berdasarkan induksi elektromagnet. Apabila arus ulang alik mengalir melalui konduktor utama, ia menghasilkan medan magnet yang berubah-ubah yang mendorong arus berkadar dalam lilitan penggulungan sekunder di sekeliling teras magnet. Arus sekunder adalah lebih kecil dan lebih selamat untuk diukur. Prinsip ini mengikut undang-undang induksi elektromagnet Michael Faraday. Transformer arus digunakan secara meluas dalam sistem pengagihan kuasa kerana ia adalah tepat, boleh dipercayai dan sesuai untuk mengukur arus AC yang tinggi. Walau bagaimanapun, mereka tidak boleh mengukur arus terus kerana DC tidak mencipta medan magnet yang berubah-ubah.
Kaedah penderiaan lain ialah teknik perintang shunt. Dalam kaedah ini, perintang rintangan rendah ketepatan diletakkan secara bersiri dengan laluan semasa. Apabila arus mengalir melalui perintang, penurunan voltan kecil dijana mengikut undang-undang Georg Ohm. Dengan mengukur voltan ini dan mengetahui nilai rintangan, arus boleh dikira dengan tepat. Penderia Shunt adalah mudah, kos rendah dan sesuai untuk pengukuran AC dan DC. Walau bagaimanapun, ia menjana haba akibat pelesapan kuasa dan tidak menyediakan pengasingan elektrik.
Penderia arus yang lebih maju menggunakan teknologi get fluks magnet atau gegelung Rogowski. Gegelung Rogowski menggunakan gegelung teras udara yang diletakkan di sekeliling konduktor. Medan magnet yang berubah-ubah mendorong voltan yang berkadar dengan kadar perubahan arus. Selepas penyepaduan isyarat, bentuk gelombang semasa sebenar boleh diperolehi. Gegelung Rogowski adalah ringan, fleksibel, dan sesuai untuk mengukur arus AC yang sangat tinggi.
Penderia arus moden biasanya termasuk litar penyaman isyarat seperti penguat, penapis dan penukar analog-ke-digital. Litar ini meningkatkan ketepatan, mengurangkan gangguan hingar dan menyediakan output piawai seperti 0 hingga 5 volt, 4 hingga 20 miliamp atau isyarat komunikasi digital. Sesetengah penderia pintar juga menyepadukan mikropengawal untuk pemantauan masa nyata dan diagnosis kerosakan.
Dalam aplikasi praktikal, penderia semasa membantu melindungi peralatan elektrik dengan mengesan beban lampau dan litar pintas. Ia juga membolehkan sistem pengurusan tenaga memantau penggunaan kuasa, menyokong sistem kawalan motor untuk mengawal tork dan kelajuan, dan memastikan pengurusan bateri selamat dalam kenderaan elektrik dan sistem simpanan tenaga boleh diperbaharui.
Secara ringkasnya, sensor arus berfungsi dengan mengesan perubahan medan magnet atau voltan yang dihasilkan oleh arus elektrik dan menukarkannya kepada isyarat yang boleh diukur. Teknologi penderiaan yang berbeza menawarkan pelbagai kelebihan dari segi ketepatan, pengasingan, kos dan julat aplikasi, menjadikan penderia semasa merupakan komponen yang amat diperlukan dalam sistem elektrik dan elektronik moden.
