Hvordan er magneter og el relateret?

Magnetisme og elektricitet er to af de mere mystiske fænomener i hverdagen. Elektricitet er bevægelsen af ​​submikroskopiske ladede partikler gennem et materiale. Denne strøm af ladninger, eller "strøm", der bevæger sig gennem ledningerne i et hus, giver den elektriske energi, der kræves af moderne værktøjer og apparater. Magnetisme er en usynlig kraft, der tillader magneter at flytte andre magneter og visse metaller på afstand. Selvom tilsyneladende meget forskellige ting er magnetisme og elektricitet faktisk meget nært beslægtede.

Elektricitet skaber magnetisme

I 1820 bemærkede den danske fysiker Hans Christian Orsted noget usædvanligt, mens man forsøgte elektricitet. Han fandt ud af, at når en elektrisk strøm strømmer i en ledning, ville nålen i et kompas placeret i nærheden flytte. Det eneste der kunne gøre det var et magnetfelt. Orsted havde opdaget, at en elektrisk strøm genererer et magnetfelt.

Magnetisme skaber elektricitet
Michael Faraday, ved at høre Orsteds opdagelse, mente, at hvis elektriske strømme kunne skabe magnetiske felter, skulle magnetiske felter være kunne generere elektriske strømme. I 1831 opdagede Faraday, mens han gennemførte en række eksperimenter, der var designet til at teste sin ide, at en magnet, der bevæger sig i nærheden af ​​en ledning, kan medføre, at en elektrisk strøm strømmer i den ledning.

Princippet om elektromagnetisk induktion

Det var ikke engang nødvendigt for magneten at bevæge sig for at generere strøm. Den vigtige faktor var, at magnetfeltet rundt om ledningen skulle ændre sig. Denne ændring kan skyldes en bevægende magnet eller ved at holde magneten stille og bevæge spolen eller ved at øge og reducere effekten i en elektromagnet. Dette princip, at et skiftende magnetfelt vil fremkalde en elektrisk strøm i en leder, blev kendt som loven for elektromagnetisk induktion.

Naturlig elektricitet gør naturlige magneter

Orsteds opdagelse viser, hvorfor magneter har magnetiske felter, der kan flytte andre objekter. Alt stof består af atomer. Ladede elektroner kredser en tæt atomkerne. Alt, hvad en strøm er, er en bevægende elektrisk ladning. Det betyder, at hvert atom i naturen er omgivet af en lille elektrisk strøm, hvilket betyder at alle atomer har et lille magnetfelt, for som Orsted viste, frembringer elektriske strømme magnetiske felter. I de fleste materialer peger disse små atommagneter i alle retninger og annullerer hinandens effekter. Derfor er de fleste materialer ikke magnetiske. Men i nogle materialer spredes disse små magneter op, hvilket skaber et kraftfuldt magnetfelt. Disse materialer er magneter og er næsten altid metal af nogen art.

Forbindelsen

Som Orsted og Faraday viste, er magnetisme og elektricitet meget nært forbundne. Hver synes at kunne skabe den anden. Selv naturlige magneter er magnetiske på grund af alle de små elektriske strømme, der løber gennem dem på den rigtige måde. Det ville ikke være forkert at sige, at magnetisme og elektricitet er to forskellige aspekter af det samme fænomen.