Роговски калем је флексибилни претварач струје са ваздушним језгром који се широко користи за мерење наизменичне струје, импулсне струје и брзе пролазне струје. За разлику од традиционалних струјних трансформатора изграђених око феромагнетних језгара, он не садржи магнетно гвоздено језгро, што елиминише ефекте засићења и омогућава мерење изузетно великих струјних вредности. Његова јединствена структура и принцип рада чине га незаменљивим у енергетској електроници, високонапонском тестирању и индустријском надзору снаге.
Физички, а Роговски калем се састоји од континуираног намотаја фине жице равномерно омотане око немагнетног цевастог формирача. Намотај формира затворену петљу која окружује проводник који носи циљну струју. Један критични детаљ дизајна је повратна жица која пролази кроз центар цеви да би се поништиле залутале електромагнетне сметње од спољашњих магнетних поља. Излаз завојнице није директан приказ измерене струје. Уместо тога, генерише напон пропорционалан брзини промене струје која пролази кроз затворени проводник.
Радна теорија следи Фарадејев закон електромагнетне индукције. Када наизменична струја тече кроз централни проводник, она ствара магнетно поље које се мења у времену које окружује проводник. Овај магнетни флукс продире у намотаје Роговског намотаја. Фарадејев закон каже да се индукована електромоторна сила појављује преко терминала завојнице, математички дефинисана као (В = -Мфрац{ди}{дт}). Овде, М означава међусобну индуктивност завојнице, а ди/дт се односи на временски дериват измерене струје. Јасно је да напон сировог намотаја зависи од брзине промене струје, а не од саме величине струје.
Пошто је излазни сигнал дериват примарне струје, екстерно коло за кондиционирање сигнала је од суштинског значаја. Интеграторско коло прима напон завојнице и врши математичку интеграцију. Након интеграције, излазни напон постаје директно пропорционалан оригиналној измереној струји. Аналогни интегратори су уобичајени за мерења у реалном времену, док се дигитална интеграција може имплементирати унутар микропроцесора за дигиталне аквизиционе системе.
Дизајн ваздушног језгра доноси јасне предности. Без феромагнетног материјала, магнетно засићење никада не долази, тако да калем може ухватити огромне струје пренапона без изобличења. Такође пружа одличну линеарност и широк пропусни опсег, покривајући нискофреквентне наизменичне сигнале до ултра брзих муња или прелазних прелаза. У међувремену, флексибилне верзије намотаја могу се омотати око каблова без искључивања струјних кола, омогућавајући згодну инсталацију на лицу места.
Међутим, Роговски калемови имају ограничења. Они не могу прецизно да измере чисту једносмерну струју, јер стабилна једносмерна струја ствара непроменљиво магнетно поље које производи нулти индуковани напон. Поред тога, калем остаје осетљив на спољашњи електромагнетни шум ако су стандарди производње лоши. За одржавање тачности мерења потребна је одговарајућа заштита и прецизна симетрија намотаја.
Укратко, Роговски калем се ослања на електромагнетну индукцију да би осетио променљиву струју откривањем променљивог магнетног флукса. У комбинацији са интегратором, претвара сигнал диференцијалног напона у употребљиво очитавање струје. Захваљујући свом широком пропусном опсегу, својству против засићења и флексибилном склапању, и даље је преферирано решење које детектује струју за модерне системе напајања.
