Bagaimana Magnet dan Listrik Terkait?

Magnetisme dan listrik adalah dua fenomena yang lebih misterius di dunia sehari-hari. Listrik adalah pergerakan partikel bermuatan submikroskopis melalui suatu bahan. Aliran muatan, atau “arus” ini, yang bergerak melalui kabel-kabel sebuah rumah menyediakan energi listrik yang dibutuhkan oleh peralatan dan peralatan modern. Magnetisme adalah gaya tak kasat mata yang memungkinkan magnet menggerakkan magnet lain dan logam tertentu pada jarak tertentu. Meskipun hal-hal yang tampaknya sangat berbeda, magnet dan listrik sebenarnya sangat erat hubungannya.

Pada tahun 1820, fisikawan Denmark Hans Christian Orsted melihat sesuatu yang tidak biasa saat melakukan eksperimen dengan listrik. Dia menemukan bahwa ketika arus listrik mengalir di kawat, jarum kompas yang ditempatkan di dekatnya akan bergerak. Satu-satunya hal yang bisa melakukan itu adalah medan magnet. Orsted telah menemukan bahwa arus listrik menghasilkan medan magnet.

Michael Faraday, setelah mendengar penemuan Orsted, percaya bahwa jika arus listrik dapat menciptakan medan magnet maka medan magnet harus dapat menghasilkan arus listrik. Pada tahun 1831, ketika melakukan serangkaian eksperimen yang dirancang untuk menguji idenya, Faraday menemukan bahwa magnet yang bergerak di dekat kawat dapat menyebabkan arus listrik mengalir di kawat itu.

Bahkan magnet tidak perlu bergerak untuk menghasilkan tenaga. Faktor penting adalah bahwa medan magnet di sekitar kawat harus berubah. Perubahan ini dapat disebabkan oleh magnet yang bergerak, atau dengan menahan magnet dan menggerakkan kumparan, atau dengan menambah dan mengurangi daya dalam elektromagnet. Prinsip ini, bahwa medan magnet yang berubah akan menginduksi arus listrik dalam konduktor, kemudian dikenal sebagai hukum induksi elektromagnetik.

Penemuan Orsted menunjukkan mengapa magnet memiliki medan magnet yang dapat menggerakkan benda lain. Semua materi tersusun dari atom. Elektron bermuatan mengorbit inti atom padat. Semua arus adalah muatan listrik yang bergerak. Itu berarti setiap atom di alam dikelilingi oleh arus listrik kecil, yang berarti semua atom memiliki medan magnet kecil, karena seperti yang ditunjukkan Orsted, arus listrik menghasilkan medan magnet. Pada sebagian besar bahan, magnet atom kecil ini mengarah ke segala arah, dan menghilangkan efek satu sama lain. Inilah sebabnya mengapa sebagian besar bahan tidak bersifat magnetis. Tetapi di beberapa bahan, magnet kecil ini berbaris, menciptakan medan magnet yang kuat. Bahan-bahan ini adalah magnet, dan hampir selalu sejenis logam.

Seperti yang ditunjukkan Orsted dan Faraday, magnet dan listrik saling terkait erat. Masing-masing tampaknya dapat menciptakan yang lain. Bahkan magnet alami pun bersifat magnetis karena semua arus listrik kecil mengalir melaluinya dengan cara yang benar. Tidak salah jika dikatakan bahwa magnetisme dan listrik adalah dua aspek yang berbeda dari fenomena yang sama.