Le magnétisme et l'électricité sont deux des phénomènes les plus mystérieux du monde quotidien. L'électricité est le mouvement de particules chargées submicroscopiques à travers un matériau. Ce flux de charges, ou « courant », se déplaçant à travers les fils d'une maison fournit l'énergie électrique nécessaire aux outils et appareils modernes. Le magnétisme est une force invisible qui permet aux aimants de déplacer d'autres aimants et certains métaux à distance. Bien que des choses apparemment très différentes, le magnétisme et l'électricité sont en fait très étroitement liés.
L'électricité crée le magnétisme
En 1820, le physicien danois Hans Christian Orsted a remarqué quelque chose d'inhabituel alors qu'il menait des expériences avec l'électricité. Il a découvert que lorsqu'un courant électrique circulait dans un fil, l'aiguille d'une boussole placée à proximité se déplaçait. La seule chose qui pouvait le faire était un champ magnétique. Orsted avait découvert qu'un courant électrique engendre un champ magnétique.
Le magnétisme crée de l'électricité
Michael Faraday, après avoir entendu parler de la découverte d'Orsted, a estimé que si les courants électriques pouvaient créer des champs magnétiques, les champs magnétiques devraient être capables de générer des courants électriques. En 1831, alors qu'il menait une série d'expériences conçues pour tester son idée, Faraday découvrit qu'un aimant se déplaçant près d'un fil pouvait faire circuler un courant électrique dans ce fil.
Le principe de l'induction électromagnétique
Il n'était même pas nécessaire que l'aimant se déplace pour générer de l'énergie. Le facteur important était que le champ magnétique autour du fil devrait changer. Ce changement peut être causé par un aimant en mouvement, ou en maintenant l'aimant immobile et en déplaçant la bobine, ou en augmentant et en diminuant la puissance dans un électro-aimant. Ce principe, selon lequel un champ magnétique changeant induira un courant électrique dans un conducteur, est devenu connu sous le nom de loi de l'induction électromagnétique.
L'électricité naturelle fait des aimants naturels
La découverte d'Orsted montre pourquoi les aimants ont des champs magnétiques qui peuvent déplacer d'autres objets. Toute matière est composée d'atomes. Les électrons chargés orbitent autour d'un noyau atomique dense. Tout ce qu'est un courant est une charge électrique en mouvement. Cela signifie que chaque atome dans la nature est entouré d'un petit courant électrique, ce qui signifie que tous les atomes ont un petit champ magnétique, car comme l'a montré Orsted, les courants électriques génèrent des champs magnétiques. Dans la plupart des matériaux, ces minuscules aimants atomiques pointent dans toutes les directions et s'annulent mutuellement. C'est pourquoi la plupart des matériaux ne sont pas magnétiques. Mais dans certains matériaux, ces minuscules aimants s'alignent, créant un puissant champ magnétique. Ces matériaux sont des aimants et sont presque toujours en métal.
La connexion
Comme l'ont montré Orsted et Faraday, le magnétisme et l'électricité sont très étroitement liés. Chacun semble capable de créer l'autre. Même les aimants naturels sont magnétiques à cause de tous les petits courants électriques qui les traversent de la bonne manière. Il ne serait pas faux de dire que le magnétisme et l'électricité sont deux aspects différents d'un même phénomène.