Magnetismul și electricitatea sunt două dintre cele mai misterioase fenomene ale lumii cotidiene. Electricitatea este mișcarea particulelor încărcate submicroscopice printr-un material. Acest flux de încărcări, sau „curent”, care se deplasează prin firele unei case asigură energia electrică necesară instrumentelor și aparatelor moderne. Magnetismul este o forță invizibilă care permite magneților să deplaseze alți magneți și anumite metale la distanță. Deși aparent lucruri foarte diferite, magnetismul și electricitatea sunt de fapt foarte strâns legate.
Electricitatea creează magnetism
În 1820, fizicianul danez Hans Christian Orsted a observat ceva neobișnuit în timp ce efectua experimente cu electricitatea. El a descoperit că, atunci când un curent electric curgea într-un fir, acul unei busole plasate în apropiere se va mișca. Singurul lucru care putea face acest lucru era un câmp magnetic. Orsted descoperise că un curent electric generează un câmp magnetic.
Magnetismul creează electricitate
Michael Faraday, aflat de descoperirea lui Orsted, credea că dacă curenții electrici ar putea crea câmpuri magnetice, atunci câmpurile magnetice ar trebui să poată genera curenți electrici. În 1831, în timp ce desfășura o serie de experimente menite să-i testeze ideea, Faraday a descoperit că un magnet care se mișcă lângă un fir ar putea face să curgă un curent electric în acel fir.
Principiul inducției electromagnetice
Nici nu era necesar ca magnetul să se miște pentru a genera energie. Factorul important a fost că câmpul magnetic din jurul firului ar trebui să se schimbe. Această schimbare poate fi cauzată de un magnet în mișcare sau de menținerea magnetului nemișcat și mișcarea bobinei sau de creșterea și scăderea puterii într-un electromagnet. Acest principiu, acela că un câmp magnetic în schimbare va induce un curent electric într-un conductor, a devenit cunoscut sub numele de legea inducției electromagnetice.
Electricitatea naturală produce magneți naturali
Descoperirea lui Orsted arată de ce magneții au câmpuri magnetice care pot mișca alte obiecte. Toată materia este alcătuită din atomi. Electronii încărcați orbitează un nucleu atomic dens. Tot ce este un curent este o sarcină electrică în mișcare. Asta înseamnă că fiecare atom din natură este înconjurat de un mic curent electric, ceea ce înseamnă că toți atomii au un câmp magnetic mic, deoarece, după cum a arătat Orsted, curenții electrici generează câmpuri magnetice. În majoritatea materialelor, acești mici magneți atomici indică în toate direcțiile și își anulează reciproc efectele. Acesta este motivul pentru care majoritatea materialelor nu sunt magnetice. Dar în unele materiale acești mici magneți se aliniază, creând un câmp magnetic puternic. Aceste materiale sunt magneți și sunt aproape întotdeauna metalice de un fel.
Conexiunea
După cum au arătat Orsted și Faraday, magnetismul și electricitatea sunt foarte strâns legate între ele. Fiecare pare a fi capabil să-l creeze pe celălalt. Chiar și magneții naturali sunt magnetici datorită tuturor micilor curenți electrici care trec prin ei în mod corect. Nu ar fi greșit să spunem că magnetismul și electricitatea sunt două aspecte diferite ale aceluiași fenomen.