Hall-effect-stroomtangen kunnen zowel AC- als DC-stroom meten tot het kilohertzbereik (1000 Hz). Net als bepaalde stroomtransformatoren hebben Hall-effect-stroomtangen een rigide ijzeren bek om het magnetische veld rond de door te meten geleider te concentreren.
In tegenstelling tot stroomtransformatorstroomtangen is er geen koperdraad om de bek gewikkeld. In plaats daarvan wordt het door de geleider gegenereerde magnetische veld geconcentreerd over een of meerdere openingen in de kern als de bek rond de geleider geklemd is. Kijk eens naar het punt waar de bek van een Hall-effect-stroomtang bij elkaar komt.
Op de plaats waar de uiteinden van de bek van een Hall-effect-stroomtang samenkomen, is een opening aanwezig. Deze creëert een luchtopening die het magnetische veld (ook wel de magnetische flux genoemd) moet overbruggen. Deze opening beperkt de magnetische flux waardoor de kern niet verzadigd kan raken.
De bek van een ac-stroomtransformatorstroomtang sluit echter volledig. Als de bek geopend wordt, zijn op de uiteinden de onbedekte oppervlakken van de metalen kern zichtbaar.
In de opening, die is bedekt met een dunne kunststof laag, bevindt zich een halfgeleider: een Hall-effect-sensor. Dit is een transducer die een wisselende uitgangsspanning afgeeft als reactie op magnetische velden, in dit geval het magnetische veld van de geleider of kabel die wordt doorgemeten. Het doel hiervan is om de magnetische flux rechtstreeks te meten. De uitgangsspanning van de sensor wordt dan versterkt en opgeschaald om de stroom weer te geven die door de geleider in de bek van de stroomtang vloeit.
Hoe de Hall-effect-stroomtangen werken
Terwijl er stroom door een door te meten geleider vloeit, laat de ijzeren kern die wordt gevormd door de bek van de Hall-effect-stroomtang het magnetische veld eenvoudig door - eenvoudiger zelfs dan lucht.
Als het magnetisch veld (de flux) bij de kleine luchtopening tussen de uiteinden van de bek terechtkomt, moet het de opening overbruggen. Omdat het maar een kleine opening is, blijft het veld geconcentreerd. De Hall-effect-sensor in de opening produceert een spanning die evenredig is aan de magnetische flux in de opening. Deze wordt door de stroomtang omgezet in een stroomwaarde.
In Hall-effect-instrumenten worden DC-magnetische velden ook door de kern geconcentreerd, zoals een permanente magneet aan ijzer vast blijft zitten. Vanwege het DC-magnetische veld van de aarde en de mogelijke aanwezigheid van andere magnetische velden in de buurt van de meetlocatie, moeten deze stroomtangen voor de meting eerst op nul worden ingesteld om afwijkingen te corrigeren.
De ontdekking van het Hall-effect in 1879 wordt toegeschreven aan de Amerikaanse natuurkundige Edwin Hall (1855-1938).
Gerelateerde artikelen
- (AC-)Stroomtangen met interne stroomtransformator
- Stroomtangen met interne flexibele spoel
- Hoe een installateur van zonnepanelen telkens hoogwaardige paneelinstallaties garandeert
- Vergelijking tussen stroomtangen en digitale multimeters