Magnetisme og elektrisitet er to av de mer mystiske fenomenene i hverdagens verden. Elektrisitet er bevegelse av submikroskopiske ladede partikler gjennom et materiale. Denne strømmen av ladninger, eller "strøm", som beveger seg gjennom ledningene til et hus, gir den elektriske energien som moderne verktøy og apparater trenger. Magnetisme er en usynlig kraft som lar magneter bevege andre magneter og visse metaller på avstand. Selv om tilsynelatende veldig forskjellige ting, er magnetisme og elektrisitet veldig nært beslektet.
Elektrisitet skaper magnetisme
I 1820 la den danske fysikeren Hans Christian Orsted merke til noe uvanlig mens han gjennomførte eksperimenter med elektrisitet. Han fant ut at når en elektrisk strøm flyter i en ledning, vil nålen til et kompass plassert i nærheten bevege seg. Det eneste som kunne gjøre det var et magnetfelt. Orsted hadde oppdaget at en elektrisk strøm genererer et magnetfelt.
Magnetisme skaper elektrisitet
Da Michael Faraday hørte om Orsteds oppdagelse, mente han at hvis elektriske strømmer kunne skape magnetfelt, skulle magnetfelt kunne generere elektriske strømmer. I 1831, mens han utførte en serie eksperimenter designet for å teste ideen hans, oppdaget Faraday at en magnet som beveget seg nær en ledning, kunne få en elektrisk strøm til å strømme i ledningen.
Prinsippet om elektromagnetisk induksjon
Det var ikke engang nødvendig for magneten å bevege seg for å generere kraft. Den viktige faktoren var at magnetfeltet rundt ledningen skulle endres. Denne endringen kan være forårsaket av en magnet i bevegelse, eller ved å holde magneten stille og bevege spolen, eller ved å øke og redusere effekten i en elektromagnet. Dette prinsippet, at et skiftende magnetfelt vil indusere en elektrisk strøm i en leder, ble kjent som loven om elektromagnetisk induksjon.
Naturlig elektrisitet lager naturlige magneter
Orsteds oppdagelse viser hvorfor magneter har magnetfelt som kan flytte andre gjenstander. All materie består av atomer. Ladede elektroner kretser rundt en tett atomkjerne. Alt som en strøm er, er en elektrisk ladning i bevegelse. Det betyr at hvert atom i naturen er omgitt av en liten elektrisk strøm, noe som betyr at alle atomer har et lite magnetfelt, for som Orsted viste, genererer elektriske strømmer magnetfelt. I de fleste materialer peker disse små atommagnetene i alle retninger, og avbryter hverandres effekter. Dette er grunnen til at de fleste materialer ikke er magnetiske. Men i noen materialer stiller disse små magneter seg på linje, og skaper et kraftig magnetfelt. Disse materialene er magneter, og er nesten alltid metall av noe slag.
Tilkoblingen
Som Orsted og Faraday viste, er magnetisme og elektrisitet veldig nært knyttet til hverandre. Hver ser ut til å være i stand til å skape den andre. Selv naturlige magneter er magnetiske på grunn av alle de små elektriske strømmer som går gjennom dem på akkurat den rette måten. Det ville ikke være galt å si at magnetisme og elektrisitet er to forskjellige aspekter av det samme fenomenet.