Магнетизм та електрика - два найбільш загадкові явища повсякденного світу. Електрика - це рух субмікроскопічних заряджених частинок через матеріал. Цей потік зарядів, або “струм”, що рухається по дротах будинку, забезпечує електричну енергію, необхідну сучасним інструментам та приладам. Магнетизм - це невидима сила, яка дозволяє магнітам рухати інші магніти та певні метали на відстань. Хоча, здавалося б, дуже різні речі, магнетизм і електрика насправді дуже тісно пов'язані.
Електрика створює магнетизм
У 1820 році датський фізик Ганс Крістіан Орстед під час проведення експериментів з електрикою помітив щось незвичне. Він виявив, що коли в дроті тече електричний струм, голка компаса, розміщеного поруч, рухатиметься. Єдине, що могло це зробити, - це магнітне поле. Орстед виявив, що електричний струм генерує магнітне поле.
Магнетизм створює електрику
Майкл Фарадей, почувши про відкриття Орстеда, вважав, що якщо електричні струми можуть створювати магнітні поля, то магнітні поля повинні мати можливість генерувати електричні струми. У 1831 році, проводячи серію експериментів, покликаних перевірити його ідею, Фарадей виявив, що магніт, що рухається поблизу дроту, може спричинити протікання в ньому електричного струму.
Принцип електромагнітної індукції
Навіть не було необхідності, щоб магніт рухався, щоб генерувати потужність. Важливим фактором було те, що магнітне поле навколо дроту повинно змінюватися. Ця зміна може бути спричинена рухомим магнітом, або утриманням магніту нерухомим та переміщенням котушки, або збільшенням та зменшенням потужності електромагніту. Цей принцип, що мінливе магнітне поле буде індукувати електричний струм у провіднику, став відомий як закон електромагнітної індукції.
Природна електрика робить природні магніти
Відкриття Орстеда показує, чому магніти мають магнітні поля, які можуть рухати інші предмети. Вся речовина складається з атомів. Заряджені електрони обертаються навколо щільного атомного ядра. Все, що є струм, - це рухомий електричний заряд. Це означає, що кожен атом в природі оточений крихітним електричним струмом, що означає, що всі атоми мають крихітне магнітне поле, оскільки, як показав Орстед, електричні струми генерують магнітні поля. У більшості матеріалів ці крихітні атомні магніти спрямовані в будь-який бік і нівелюють ефекти один одного. Ось чому більшість матеріалів не є магнітними. Але в деяких матеріалах ці крихітні магніти вибудовуються, створюючи потужне магнітне поле. Ці матеріали є магнітами і майже завжди є якимось металом.
Зв'язок
Як показали Орстед і Фарадей, магнетизм і електрика дуже тісно взаємопов'язані. Здається, кожен з них може створити іншого. Навіть природні магніти є магнітними через всі крихітні електричні струми, що проходять через них саме в потрібному напрямку. Не буде помилковим сказати, що магнетизм і електрика - це два різні аспекти одного і того ж явища.
