罗氏线圈是一种特殊结构的空心线圈，广泛应用于大幅值交流和脉冲电流的测量，测量信号的线性度不受被测信号的频率及幅值的影响，适合测量高频大电流。
带磁芯的罗氏线圈与空心罗氏线圈的工作原理相同，磁芯的引入增大了耦合系数，从而提高了测量的灵敏度和精度; 然而带磁芯的罗氏线圈存在直流偏置、剩磁与磁饱和等问题，难以应用于较大幅值电流的测量。罗氏线圈传感头等效电路如图4 所示。
图4 中，I p( t) 为被测绕组Wp中的被测电流，Is( t) 为脉冲检测绕组Ws中的电流。Lc、Ｒc、Cc分别为Ws的自感系数、内阻和分布电容; M 为Wp与Ws之间的互感系数，e ( t) 为Ws上的感应电压。Ｒt为Ws的终端电阻，ut( t) 为Ｒt两端的电压。对等效电路进行分析，可得如下关系式:
罗氏线圈带有磁芯，因此Lc较大，较之空心罗氏线圈，较低频率下即可满足ωLc ＞＞ Ｒc + Ｒt，此时，式( 10) 等号右边的第2 项可以忽略，由式( 8) 与( 10) 可得:
则被测电流可以表示为:
同理，由于本文中的罗氏线圈具有磁芯，较之空心罗氏线圈，被测绕组与脉冲检测绕组的耦合性极大提高，可近似为完全耦合，即Lc≈NsM( Ns为Ws的匝数) 。另外，由于磁芯的存在，罗氏线圈的匝数可大大减小，从而绕组的分布电容Cc可以忽略，因而:
式( 14) 表明，带磁芯的罗氏线圈测量机理与传统电流互感器相同，适合测量高频或者陡脉冲电流。当被测电流频率较低时，即，ωLc ＜＜ Ｒc + Ｒt，式( 10)的等号右边第1 项可忽略，由式( 8) 与( 10) 可以得到:
由式( 18) 可知，当被测电流的频率较低时，需要对ut( t) 进行积分处理，也就是说需要配置外积分电路，如图5 所示，包括无源积分电路( Ⅲ) 和有源积分电路( Ⅳ) 。另外，图5 中Ⅰ为罗氏线圈传感头理想模型，Ⅱ为传感器探头自身的高频自积分部分。无源积分和有源积分电路分别用于处理中频信号和低频信号，输出信号经过高通滤波器( 见图1) ，用于降低运算放大器产生的低频噪声。
式中: T0 = ( Ｒ0 + Ｒ2) C0、T1 = Ｒ1C1、T2 = Ｒ2C0、Ta = Lc /Ｒt、TL = ＲLC1分别对应于无源积分的下限频率f0、有源积分的上限频率f1、无源积分的上限频率f2、自积分的下限频率fa和有源积分的下限频率fL。此时，f0 = f1、f2 = fa。检测绕组的谐振角频率ω0 = 1 /槡LcCc，可计算出自积分的上限频率fc。