Magnetizam i elektricitet dva su od najtajnovitijih fenomena svakodnevnog svijeta. Električnost je kretanje submikroskopskih nabijenih čestica kroz materijal. Taj protok naboja ili "struja" koji se kreće kroz žice kuće osigurava električnu energiju potrebnu modernim alatima i uređajima. Magnetizam je nevidljiva sila koja omogućuje magnetima da na daljinu pokreću druge magnete i određene metale. Iako su naizgled vrlo različite stvari, magnetizam i elektricitet zapravo su vrlo usko povezani.
Električnost stvara magnetizam
1820. danski fizičar Hans Christian Orsted primijetio je nešto neobično provodeći eksperimente s električnom energijom. Otkrio je da bi se kad bi električna struja tekla žicom, igla kompasa postavljena u blizini pomicala. Jedino što je to moglo učiniti bilo je magnetsko polje. Orsted je otkrio da električna struja generira magnetsko polje.
Magnetizam stvara električnu energiju
Michael Faraday, čuvši za Orstedovo otkriće, vjerovao je da ako bi električne struje mogle stvoriti magnetska polja, magnetska bi polja trebala moći generirati električne struje. 1831., dok je izvodio niz eksperimenata osmišljenih kako bi testirao njegovu ideju, Faraday je otkrio da magnet koji se kreće u blizini žice može uzrokovati strujanje električne struje u toj žici.
Načelo elektromagnetske indukcije
Nije bilo potrebno ni da se magnet pomiče da bi stvorio snagu. Važan čimbenik bio je da bi se magnetsko polje oko žice trebalo mijenjati. Ova promjena može biti uzrokovana pokretnim magnetom, ili zadržavanjem magneta u miru i pomicanjem zavojnice, ili povećanjem i smanjenjem snage u elektromagnetu. Ovaj princip, da će promjenjivo magnetsko polje inducirati električnu struju u vodiču, postao je poznat kao zakon elektromagnetske indukcije.
Prirodna električna energija stvara prirodne magnete
Orstedovo otkriće pokazuje zašto magneti imaju magnetska polja koja mogu pomicati druge predmete. Sva se materija sastoji od atoma. Nabijeni elektroni kruže oko guste atomske jezgre. Sve što je struja je pokretni električni naboj. To znači da je svaki atom u prirodi okružen sićušnom električnom strujom, što znači da svi atomi imaju sićušno magnetsko polje, jer kao što je Orsted pokazao, električne struje generiraju magnetska polja. U većini materijala ti maleni atomski magneti usmjeravaju u svim smjerovima i međusobno poništavaju učinke. Zbog toga većina materijala nije magnetska. Ali u nekim se materijalima ti sićušni magneti nižu, stvarajući snažno magnetsko polje. Ti su materijali magneti i gotovo su uvijek neke vrste metal.
Veza
Kao što su pokazali Orsted i Faraday, magnetizam i elektricitet vrlo su usko povezani. Čini se da je svaki u stanju stvoriti drugoga. Čak su i prirodni magneti magnetski zbog svih sićušnih električnih struja koje upravo kroz njih prolaze na ispravan način. Ne bi bilo pogrešno reći da su magnetizam i elektricitet dva različita aspekta istog fenomena.