Fuerza magnetomotriz
La fuerza magnetomotriz (FMM, representada con el símbolo F) es aquella capaz de producir un flujo magnético entre dos puntos de un circuito magnético. Es una de las variables usadas para describir un campo magnético.
La fuerza magnetomotriz se puede entender de manera análoga al voltaje eléctrico de la ley de Ohm. Esto está expresado en la ley de Hopkinson.
El término fuerza magnetomotriz fue acuñado por Henry Augustus Rowland en 1880. Rowland pretendía indicar una analogía directa con la fuerza electromotriz. La idea de una analogía magnética con la fuerza electromotriz puede encontrarse mucho antes en los trabajos de Michael Faraday (1791-1867) y es insinuada por James Clerk Maxwell (1831-1879). Sin embargo, Rowland acuñó el término y fue el primero en explicitar una ley de Ohm para circuitos magnéticos en 1873.
La ley de Ohm para circuitos magnéticos se denomina a veces ley de Hopkinson en lugar de ley de Rowland, ya que algunos autores atribuyen la ley a John Hopkinson en lugar de a Rowland. Según una revisión de los métodos de análisis de circuitos magnéticos esta es una atribución incorrecta que se origina en un trabajo de Hopkinson de 1885. Además, Hopkinson en realidad cita el trabajo de Rowland de 1873 en este trabajo.
El potencial magnético o fuerza magnetomotriz, es la fuente que produce el flujo magnético en un circuito magnético.
La Fuerza magnetomotriz de un circuito magnético se puede expresar en términos del flujo magnético Φ y la reluctancia magnética Rm
Esta ecuación se puede entender como una analogía a la ley de Ohm ( V = R I ). El flujo magnético es directamente proporcional a la Fuerza magnetomotriz que lo origina e inversamente proporcional a la reluctancia del circuito magnético que depende de la longitud del circuito, el área transversal del circuito y la permeabilidad magnética del material del que está hecho. Las variables magnéticas se comportan como sus análogas eléctricas en la ley de Ohm.
El flujo magnético sigue las líneas de flujo por donde encuentra menor reluctancia. Por esto las líneas de flujo están dentro del cuerpo de alta permeabilidad, puesto que esto ofrece mucha menor reluctancia que el aire. Sin embargo el cuerpo de alta permeabilidad aún posee cierta reluctancia que es el equivalente a la resistencia en esta analogía de Hopkinson. El flujo magnético sería el equivalente a la corriente eléctrica.
Usualmente en los circuitos eléctricos simples (como en la Figura) la fuerza magnetomotriz se genera empleando un solenoide. Esto es un alambre aislado enrollado en forma de hélice.
En el caso de un solenoide largo y con cierto número de vueltas, la expresión se puede simplificar. En este caso se expresa por la siguiente ecuación.
donde:
La unidad de medida de la FMM es el amperio-vuelta que se representa por Av.
La relación existente entre la fuerza magnetomotriz y el flujo magnético que esta genera se denomina reluctancia y se determina por la expresión:
donde: