نیروی محرکه مغناطیسی (MMF) چیست؟
نیروی محرکه مغناطیسی یا Magnetomotive Force (MMF) عاملی است که باعث ایجاد شار مغناطیسی در یک مدار مغناطیسی میشود. این مفهوم دقیقاً مشابه «نیروی محرکه الکتریکی» (EMF) در مدارهای الکتریکی است. واحد اندازهگیری MMF در سیستم استاندارد بینالمللی (SI)، «آمپر-دور» (Ampere-turn) است، در حالی که در سیستم قدیمی CGS، از واحد «گیلبرت» (Gilbert) استفاده میشود.
مهندسان برق و فیزیکدانان در ایران اغلب با سیمپیچها (Solenoids) و ترانسفورماتورها سر و کار دارند که در آنها حاصلضرب جریان الکتریکی (Ampere) در تعداد دورهای سیمپیچ (Turns)، مقدار MMF را تعیین میکند.
فرمول تبدیل آمپر دور به گیلبرت
برای تبدیل این دو واحد به یکدیگر، از ضریب تبدیل زیر استفاده میکنیم که از رابطه 4π/10 ناشی میشود:
تبدیل At به Gb
تبدیل Gb به At
مثالهای واقعی در صنعت برق ایران
۱. سیمپیچ رله صنعتی
فرض کنید یک رله ۲۴ ولت در تابلوی برق کارخانهای در اراک دارید. اگر جریان عبوری ۵ آمپر و تعداد دور سیمپیچ ۲۰۰ دور باشد، MMF برابر است با:
5 A × 200 turns = 1000 At
تبدیل به گیلبرت: 1000 × 1.2566 ≈ 1256.6 Gb.
۲. ترانسفورماتور توزیع
در طراحی هسته ترانسفورماتورهای کوچک، ممکن است از منابع قدیمی استفاده کنید که بر حسب گیلبرت هستند. اگر نیاز به ۵۰۰ گیلبرت شار مغناطیسی باشد، معادل آمپر-دور آن حدود ۳۹۸ خواهد بود.
خطاهای رایج محاسباتی
- اشتباه با شدت میدان (H): آمپر-دور (At) واحد MMF است، در حالی که «آمپر بر متر» (A/m) واحد شدت میدان مغناطیسی است. این دو را با هم اشتباه نگیرید.
- فراموش کردن ضریب پی (π): بسیاری از دانشجویان به اشتباه فکر میکنند ۱ گیلبرت دقیقاً برابر ۱ آمپر دور است، در حالی که ضریب 1.257 وجود دارد.
- واحد SI در برابر CGS: در مقالات مدرن علمی معمولاً فقط از At استفاده میشود. استفاده از Gb اغلب مربوط به متون قدیمیتر فیزیک است.