Магнетизмът и електричеството са две от най-загадъчните явления в ежедневния свят. Електричеството е движение на субмикроскопични заредени частици през материал. Този поток от заряди или „ток“, движещ се през жиците на една къща, осигурява електрическата енергия, необходима на съвременните инструменти и уреди. Магнетизмът е невидима сила, която позволява на магнитите да движат други магнити и определени метали на разстояние. Макар да изглеждат много различни неща, магнетизмът и електричеството всъщност са много тясно свързани.
Електричеството създава магнетизъм
През 1820 г. датският физик Ханс Кристиан Орстед забелязва нещо необичайно, докато провежда експерименти с електричество. Той открил, че когато в тел тече електрически ток, поставената наблизо игла на компас ще се движи. Единственото, което можеше да направи това, беше магнитно поле. Орстед беше открил, че електрическият ток генерира магнитно поле.
Магнетизмът създава електричество
Майкъл Фарадей, след като чул за откритието на Орстед, вярвал, че ако електрическите токове могат да създадат магнитни полета, тогава магнитните полета трябва да могат да генерират електрически токове. През 1831 г., докато провежда поредица от експерименти, предназначени да проверят идеята му, Фарадей открива, че магнит, движещ се в близост до проводник, може да доведе до протичане на електрически ток в него.
Принципът на електромагнитната индукция
Дори не беше необходимо магнитът да се движи, за да генерира енергия. Важният фактор беше, че магнитното поле около проводника трябва да се променя. Тази промяна може да бъде причинена от движещ се магнит, или чрез задържане на магнита неподвижно и преместване на намотката, или чрез увеличаване и намаляване на мощността в електромагнит. Този принцип, че променящото се магнитно поле ще предизвика електрически ток в проводник, стана известен като законът за електромагнитната индукция.
Естественото електричество прави естествени магнити
Откритието на Орстед показва защо магнитите имат магнитни полета, които могат да движат други обекти. Цялата материя се състои от атоми. Заредените електрони обикалят около плътно атомно ядро. Всичко, което представлява токът, е движещ се електрически заряд. Това означава, че всеки атом в природата е заобиколен от малък електрически ток, което означава, че всички атоми имат мъничко магнитно поле, тъй като както показа Орстед, електрическите токове генерират магнитни полета. В повечето материали тези малки атомни магнити сочат във всяка посока и взаимно отменят ефектите си. Ето защо повечето материали не са магнитни. Но в някои материали тези малки магнити се подреждат, създавайки мощно магнитно поле. Тези материали са магнити и почти винаги са някакъв метал.
Връзката
Както показаха Орстед и Фарадей, магнетизмът и електричеството са много тясно свързани. Изглежда, че всеки може да създаде другия. Дори естествените магнити са магнитни поради всички малки електрически токове, които преминават през тях по правилния начин. Не би било погрешно да се каже, че магнетизмът и електричеството са два различни аспекта на едно и също явление.