Magnetyzm i elektryczność to dwa z bardziej tajemniczych zjawisk codziennego świata. Elektryczność to ruch submikroskopowych naładowanych cząstek przez materiał. Ten przepływ ładunków lub „prądu”, przemieszczający się przez przewody w domu, dostarcza energię elektryczną potrzebną nowoczesnym narzędziom i urządzeniom. Magnetyzm to niewidzialna siła, która pozwala magnesom na przemieszczanie innych magnesów i niektórych metali na odległość. Choć pozornie bardzo różne rzeczy, magnetyzm i elektryczność są w rzeczywistości bardzo blisko spokrewnione.
Elektryczność tworzy magnetyzm
W 1820 roku duński fizyk Hans Christian Orsted zauważył coś niezwykłego podczas przeprowadzania eksperymentów z elektrycznością. Odkrył, że kiedy w przewodzie płynie prąd elektryczny, porusza się igła umieszczonego w pobliżu kompasu. Jedyne, co mogło to zrobić, to pole magnetyczne. Orsted odkrył, że prąd elektryczny wytwarza pole magnetyczne.
Magnetyzm tworzy elektryczność
Michael Faraday, słysząc o odkryciu Orsteda, uważał, że jeśli prądy elektryczne mogą wytwarzać pola magnetyczne, to pola magnetyczne powinny być w stanie generować prądy elektryczne. W 1831 roku, przeprowadzając serię eksperymentów mających na celu przetestowanie swojego pomysłu, Faraday odkrył, że magnes poruszający się w pobliżu drutu może spowodować przepływ prądu elektrycznego w tym przewodzie.
Zasada indukcji elektromagnetycznej
Nie było nawet konieczne, aby magnes się poruszał, aby generować moc. Ważnym czynnikiem było to, że pole magnetyczne wokół drutu powinno się zmieniać. Ta zmiana może być spowodowana poruszającym się magnesem lub nieruchomym magnesem i poruszającą cewką, lub zwiększaniem i zmniejszaniem mocy elektromagnesu. Ta zasada, że zmieniające się pole magnetyczne indukuje prąd elektryczny w przewodniku, znana jest jako prawo indukcji elektromagnetycznej.
Naturalna energia elektryczna tworzy naturalne magnesy
Odkrycie Orsteda pokazuje, dlaczego magnesy mają pola magnetyczne, które mogą poruszać innymi obiektami. Cała materia składa się z atomów. Naładowane elektrony krążą wokół gęstego jądra atomowego. Wszystko, czym jest prąd, to poruszający się ładunek elektryczny. Oznacza to, że każdy atom w naturze jest otoczony przez maleńki prąd elektryczny, co oznacza, że wszystkie atomy mają niewielkie pole magnetyczne, ponieważ, jak pokazał Orsted, prądy elektryczne wytwarzają pola magnetyczne. W większości materiałów te maleńkie magnesy atomowe skierowane są w każdym kierunku i znoszą wzajemnie swoje efekty. Dlatego większość materiałów nie jest magnetyczna. Ale w niektórych materiałach te maleńkie magnesy łączą się, tworząc silne pole magnetyczne. Te materiały to magnesy i prawie zawsze są to jakieś metale.
Połączenie
Jak wykazali Orsted i Faraday, magnetyzm i elektryczność są ze sobą bardzo ściśle powiązane. Wydaje się, że każdy z nich jest w stanie stworzyć drugi. Nawet magnesy naturalne są magnetyczne, ponieważ wszystkie małe prądy elektryczne przepływają przez nie we właściwy sposób. Nie byłoby błędem stwierdzenie, że magnetyzm i elektryczność to dwa różne aspekty tego samego zjawiska.
