A mágnesesség és az elektromosság a mindennapi világ két titokzatosabb jelensége. Az elektromosság a szubmikroszkopikusan töltött részecskék mozgása egy anyagon keresztül. A ház vezetékein keresztül mozgó töltések vagy „áram” áramlása biztosítja a modern eszközök és berendezések számára szükséges elektromos energiát. A mágnesesség egy láthatatlan erő, amely lehetővé teszi a mágnesek számára, hogy más mágneseket és bizonyos fémeket távolról mozgassanak. Bár látszólag nagyon különböző dolgok, a mágnesesség és az elektromosság valójában nagyon szoros kapcsolatban állnak egymással.
A villamos energia mágnesességet teremt
1820-ban Hans Christian Orsted dán fizikus valami szokatlant vett észre, miközben elektromos kísérleteket végzett. Megállapította, hogy amikor egy vezetékben elektromos áram folyik, a közelben elhelyezett iránytű tűje elmozdul. Az egyetlen dolog, ami megtehette, az a mágneses mező volt. Orsted felfedezte, hogy egy elektromos áram mágneses teret generál.
A mágnesesség villamos energiát teremt
Michael Faraday Orsted felfedezésének hallatán úgy vélte, hogy ha az elektromos áram mágneses tereket képes létrehozni, akkor a mágneses mezőknek képesnek kell lenniük elektromos áramok létrehozására. 1831-ben, az ötlete kipróbálására tervezett kísérletsorozat végrehajtása közben Faraday felfedezte, hogy a vezeték közelében mozgó mágnes elektromos áramot okozhat ebben a vezetékben.
Az elektromágneses indukció elve
Nem is volt szükség a mágnes mozgására, hogy áramot termeljen. A fontos tényező az volt, hogy a vezeték körül a mágneses mezőnek változni kell. Ezt a változást okozhatja mozgó mágnes, vagy a mágnes mozdulatlanul tartása és a tekercs mozgatása, vagy az elektromágnes teljesítményének növelése és csökkentése. Ezt az elvet, miszerint a változó mágneses tér elektromos áramot indukál a vezetőben, az elektromágneses indukció törvényeként ismerték el.
A természetes áram természetes mágneseket készít
Orsted felfedezése megmutatja, hogy a mágneseknek miért vannak olyan mágneses tereik, amelyek képesek mozgatni más tárgyakat. Minden anyag atomokból áll. A töltött elektronok sűrű atommag körül keringenek. Az áram csak mozgó elektromos töltés. Ez azt jelenti, hogy a természet minden atomját apró elektromos áram veszi körül, ami azt jelenti, hogy az összes atomnak apró mágneses tere van, mert ahogy Orsted megmutatta, az elektromos áramok mágneses tereket generálnak. A legtöbb anyagban ezek az apró atommágnesek minden irányba mutatnak, és megszüntetik egymás hatásait. Ezért a legtöbb anyag nem mágneses. Néhány anyagban ezek az apró mágnesek sorakoznak, és hatalmas mágneses teret hoznak létre. Ezek az anyagok mágnesek, és szinte mindig valamilyen fémek.
A kapcsolat
Amint Orsted és Faraday megmutatta, a mágnesesség és az elektromosság nagyon szorosan összefügg egymással. Úgy tűnik, hogy mindegyik képes létrehozni a másikat. Még a természetes mágnesek is mágnesesek, mivel az összes apró elektromos áram pontosan átfut rajtuk. Nem lenne téves azt állítani, hogy a mágnesesség és az elektromosság ugyanazon jelenség két különböző aspektusa.