Магнетомоторна сила

Магнетомоторна сила је сила која производи магнетско поље код електромагнета.^[1]

Симбол је обично F_m а јединица је ампер-завој (ампер-завојак, ампер-навој или ампер-навојак), установљена на бази јачине струје у једном завоју жице. Пошто ампер-завој није СИ дефинисана јединица, често се једноставно користи Ампер/метар.

Сљедећа формула исказује јачину магнетомоторне силе:^[2]

\mathbf {F_{m}} =\mathbf {N} \mathbf {I}

где је

$\mathbf {F_{m}}$ магнетомоторна сила у Ампер-завојима,
N број завоја, и
I струја у амперима.

Јачина магнетског тока^[3]^[4] кроз неки материјал зависи о јачини магнетомоторне силе и релуктанси материјала.^[5]^[6]^[7]^[8] То се може исказати сљедећом једначином:

\mathbf {\Phi } ={\frac {F_{m}}{\mathcal {R}}}

Јединице

СИ јединица за mmf је ампер, исто као и јединица струје (аналогно јединици emf^[9]^[10]^[11] и напона волт). Неформално, и често, ова јединица се наводи као ампер-завој како би се избегла забуна са струјом. Ово је био назив јединице у систему МКС. Повремено се може срести и cgs системска јединица гилберт.^[12]

Историја

Термин магнетомоторна сила је сковао Хенри Огастус Ровланд 1880. године.^[13]^[14]^[15] Ровланд је намеравао да ово укаже на директну аналогију са електромоторном силом.^[16] Идеја о магнетној аналогији са електромоторном силом може се наћи много раније у раду Мајкла Фарадаја (1791-1867), а наговестио ју је у Џејмс Клерк Максвел (1831-1879). Међутим, Ровланд је сковао тај термин и био је први који је експлицитно навео Омов закон за магнетна кола 1873. године.^[17]

Омов закон за магнетна кола се понекад назива Хопкинсоновим законом, а не Ровландовим законом, јер неки аутори приписују закон Џону Хопкинсону уместо Роуланду.^[18] Према прегледу метода анализе магнетних кола, ово је нетачна атрибуција која потиче из Хопкинсоновог рада из 1885. године.^[19] Штавише, Хопкинсон заправо цитира Ровландов рад из 1873. у овом раду.^[20]

Примери

Треба наћи магнетомоторну силу електромагнета са N=5 навоја жице кроз које пролази струја од I=2 А.

$\mathbf {F_{m}} =\mathbf {N} \mathbf {I}$ = 5 завоја • 2 A = 10 Ампер-завоја.

Ако претпоставимо да је релуктанса магнетног кола ${\mathcal {R}}$ = 40 000 Ампер-завоја/Wb, магнетски ток (флукс) кроз магнетско коло јест:

$\mathbf {\Phi } ={\frac {F_{m}}{\mathcal {R}}}$ = ${\frac {10}{40000}}$ = 250 μWb.

Види још

Референце

^ Waygood, стр. 137
^ Smith, стр. 495–506
^ Purcell, Edward; Morin, David (2013). Electricity and Magnetism (3rd изд.). New York: Cambridge University Press. стр. 278. ISBN 978-1-107-01402-2.
^ Browne, Michael (2008). Physics for Engineering and Science (2nd изд.). McGraw-Hill/Schaum. стр. 235. ISBN 978-0-07-161399-6.
^ Rowland, Henry A. (1873). „XIV. On magnetic permeability, and the maximum of magnetism of iron, steel, and nickel”. Philosophical Magazine. Series 4. 46 (304): 140—159. doi:10.1080/14786447308640912.
^ Rowland, Henry A, "On the general equations of electro-magnetic action, with application to a new theory of magnetic attractions, and to the theory of the magnetic rotation of the plane of polarization of light" (part 2)
^ Rowland, Henry A. (март 1880). „On the General Equations of Electro-Magnetic Action, with Application to a New Theory of Magnetic Attractions, and to the Theory of the Magnetic Rotation of the Plane of Polarization of Light”. American Journal of Mathematics. 3 (1–2): 89—113. JSTOR 2369444. doi:10.2307/2369444.
^ Bosanquet, R.H.M. (1883). „XXVIII.On magnetomotive force”. Philosophical Magazine. Series 5. 15 (93): 205—217. doi:10.1080/14786448308628457.
^ Stewart, Joseph V. (2001). Intermediate electromagnetic theory. World Scientific. стр. 389.
^ Tipler, Paul A. (јануар 1976). Physics. New York, NY: Worth Publishers, Inc. стр. 803. ISBN 978-0-87901-041-6.
^ Irving Langmuir (1916). „The Relation Between Contact Potentials and Electrochemical Action”. Transactions of the American Electrochemical Society. The Society. 29: 175.
^ Cardarelli, F. (2003). Encyclopaedia of Scientific Units, Weights and Measures. Their SI Equivalences and Origins.. London: Springer. стр. 24. ISBN 978-1-4471-1122-1.
^ Cahan, David; Rudd, M. Eugene (2000). Science at the American Frontier: A Biography of DeWitt Bristol Brace. University of Nebraska Press. стр. 22. ISBN 978-0-8032-1508-5.
^ Buchwald, Jed Z. (1994). The Creation of Scientific Effects: Heinrich Hertz and Electric Waves. University of Chicago Press. стр. 354.
^ Cahan, David (1993). Hermann von Helmholtz and the Foundations of Nineteenth-century Science. University of California Press. стр. 397.
^
Hon & Goldstein, pp. 638-639
- Rowland (1880), pp. 92, 97
^
Thompson, p. viii
- Rowland (1873), p. 143
^
See for instance
- Schmidt & Schitter, p. 340, or
- Waygood, p. 137
^ Lambert et al., p. 2427
^ Hopkinson, стр. 455

Литература

Principles of Electric Circuits, 7th edition, Thomas I. Floyd, Prentice Hall. ISBN 978-0-13-098576-7. стр. 386-387.
Hon, Giora; Goldstein, Bernard R. Hon, Giora; Goldstein, Bernard R. (децембар 2006). „"Symmetry and asymmetry in electrodynamics from Rowland to Einstein"”. Studies in History and Philosophy of Modern Physics. 37 (4): 635—660. Bibcode:2006SHPMP..37..635H. doi:10.1016/j.shpsb.2006.01.004. , Elsevier.
Hopkinson, John, "Magnetisation of iron", Philosophical Transactions of the Royal Society, vol. 176, pp. 455-469, 1885.
Lambert, Mathieu; Mahseredjian, Jean; Martinez-Duro, Manuel; Sirois, Frederic (децембар 2015). „"Magnetic circuits within electric circuits: critical review of existing methods and new mutator implementations"”. IEEE Transactions on Power Delivery. 30 (6): 2427—2434. doi:10.1109/TPWRD.2015.2391231.
Rowland, Henry A, „"On magnetic permeability and the maximum magnetism of iron, steel, and nickel"”. Philosophical Magazine. 46 (304): 140—159. . , series 4, , August 1873.
Rowland, Henry A, "On the general equations of electro-magnetic action, with application to a new theory of magnetic attractions, and to the theory of the magnetic rotation of the plane of polarization of light" (part 2),
Rowland, Henry A. (март 1880). „On the General Equations of Electro-Magnetic Action, with Application to a New Theory of Magnetic Attractions, and to the Theory of the Magnetic Rotation of the Plane of Polarization of Light”. American Journal of Mathematics. 3 (1–2): 89—113. JSTOR 2369444. doi:10.2307/2369444. 1880.
Schmidt, Robert Munnig; Schitter, Georg, "Electromechanical actuators", ch. 5 in Schmidt, Robert Munnig; Schitter, Georg; Rankers, Adrian; van Eijk, Jan, The Design of High Performance Mechatronics. ISBN 1614993688. . IOS Press, 2014 .
Thompson, Silvanus Phillips, The Electromagnet and Electromagnetic Mechanism. ISBN 1108029213. , Cambridge University Press, 2011 (first published 1891) .
Smith, R.J. (1966), Circuits, Devices and Systems , Chapter 15, Wiley International Edition, New York. Library of Congress Catalog Card No. 66-17612
Waygood, Adrian, An Introduction to Electrical Science. ISBN 1135071136. , Routledge, 2013 .
The Penguin Dictionary of Physics. ISBN 0-14-051071-0. . 1977,
A Textbook of Electrical Technology. ISBN 81-219-2440-5. . 2008,
Rowland, H. A. (1878). „On the magnetic effect of electric convection”. American Journal of Science. 3rd series. 15: 30—38 — преко hathitrust.org.
Rowland, H. A. (1879). „Note on the magnetic effect of electric convection”. Philosophical Magazine. 5th series. 7: 442—443 — преко hathitrust.org.
Rowland, Henry A. (1878). „Research on the absolute unit of electrical resistance”. American Journal of Science. 3rd series. 15 (88): 281—291, 325—336, 430—439. Bibcode:1878AmJS...15..281R. S2CID 219243060. doi:10.2475/ajs.s3-15.88.281 — преко hathitrust.org.
David M. Cook (2003). The Theory of the Electromagnetic Field. Courier Dover. стр. 157. ISBN 978-0-486-42567-2.
Lawrence M Lerner (1997). Physics for scientists and engineers. Jones & Bartlett Publishers. стр. 724—727. ISBN 978-0-7637-0460-5.
„Electrolytic Cells”. hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Приступљено 17. 5. 2018.
„Electrochemical Cells”. hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Приступљено 17. 5. 2018. „Electrochemical cells which generate an electric current are called voltaic cells or galvanic cells, and common batteries consist of one or more such cells. In other electrochemical cells an externally supplied electric current is used to drive a chemical reaction which would not occur spontaneously. Such cells are called electrolytic cells.”
Brittain, J.E. (март 1990). „Thevenin's theorem”. IEEE Spectrum. 27 (3): 42. doi:10.1109/6.48845. Приступљено 1. 2. 2013.
Dorf, Richard C.; Svoboda, James A. (2010). „Chapter 5 - Circuit Theorems”. Introduction to Electric Circuits (8th изд.). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. стр. 162—207. ISBN 978-0-470-52157-1. Архивирано из оригинала 30. 4. 2012. г. Приступљено 16. 6. 2019.
Imaeda, K. (1995), „Biquaternionic Formulation of Maxwell's Equations and their Solutions”, Ур.: Ablamowicz, Rafał; Lounesto, Pertti, Clifford Algebras and Spinor Structures, Springer, стр. 265—280, ISBN 978-90-481-4525-6, doi:10.1007/978-94-015-8422-7_16
On Faraday's Lines of Force – 1855/56. Maxwell's first paper (Part 1 & 2) – Compiled by Blaze Labs Research (PDF).
On Physical Lines of Force – 1861. Maxwell's 1861 paper describing magnetic lines of force – Predecessor to 1873 Treatise.
James Clerk Maxwell (1865). „A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 155: 459. Bibcode:1865RSPT..155..459M. , 459–512 . (This article accompanied a December 8, 1864 presentation by Maxwell to the Royal Society.)
A Dynamical Theory Of The Electromagnetic Field – 1865. Maxwell's 1865 paper describing his 20 equations, link from Google Books.
J. Clerk Maxwell (1873), "A Treatise on Electricity and Magnetism":
Maxwell, J. C., "A Treatise on Electricity And Magnetism" – Volume 1 – 1873 – Posner Memorial Collection – Carnegie Mellon University.
Maxwell, J. C., "A Treatise on Electricity And Magnetism" – Volume 2 – 1873 – Posner Memorial Collection – Carnegie Mellon University.
„ author = Larmor Joseph | year = 1897 |On a dynamical theory of the electric and luminiferous medium. Part 3, Relations with material media”. Phil. Trans. R. Soc. 190: 205—300.
„ author = Lorentz Hendrik | year = 1899 |Simplified theory of electrical and optical phenomena in moving systems”. Proc. Acad. Science Amsterdam. I: 427—443.
„ author = Lorentz Hendrik | year = 1904 |Electromagnetic phenomena in a system moving with any velocity less than that of light”. Proc. Acad. Science Amsterdam. IV: 669—678.
Henri Poincaré (1905) „"Sur la dynamique de l'électron"” (PDF). Comptes Rendus de l'Académie des Sciences. 140. , 1504–1508.
Catt, Walton and Davidson. „"The History of Displacement Current"”. Архивирано из оригинала 06. 05. 2008. г. Приступљено 25. 06. 2023. . Wireless World, March 1979.