Indhold
- Elektricitet skaber magnetisme
- Magnetisme skaber elektricitet
- Princippet om elektromagnetisk induktion
- Naturlig elektricitet fremstiller naturlige magneter
- Forbindelsen
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 bevæge andre magneter og visse metaller på afstand. Selvom tilsyneladende meget forskellige ting, er magnetisme og elektricitet faktisk meget tæt forbundet.
Elektricitet skaber magnetisme
I 1820 bemærkede den danske fysiker Hans Christian Orsted noget usædvanligt, mens han udførte eksperimenter med elektricitet. Han fandt ud af, at når en elektrisk strøm strømte i en ledning, ville nålen på et kompas, der var placeret i nærheden, bevæge sig. Det eneste, der kunne gøre det, var et magnetfelt. Orsted havde opdaget, at en elektrisk strøm genererer et magnetfelt.
Magnetisme skaber elektricitet
Michael Faraday troede på høringen af Orsteds opdagelse, at hvis elektriske strømme kunne skabe magnetiske felter, så skulle magnetfelter være i stand til at generere elektriske strømme. I 1831, mens han udførte en række eksperimenter designet til at teste hans idé, opdagede Faraday, at en magnet, der bevæger sig i nærheden af en ledning, kunne få en elektrisk strøm til at strømme i den tråd.
Princippet om elektromagnetisk induktion
Det var ikke engang nødvendigt for magneten at bevæge sig for at generere strøm. Den vigtige faktor var, at magnetfeltet omkring ledningen skulle ændre sig. Denne ændring kan være forårsaget af 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 inducere en elektrisk strøm i en leder, blev kendt som loven om elektromagnetisk induktion.
Naturlig elektricitet fremstiller naturlige magneter
Orsteds opdagelse viser, hvorfor magneter har magnetiske felter, der kan bevæge andre objekter. Al materie består af atomer. Opladede elektroner kredser omkring en tæt atomkerne. Alt, hvad en strøm er, er en bevægelig elektrisk ladning. Det betyder, at hvert atom i naturen er omgivet af en lille elektrisk strøm, hvilket betyder, at alle atomer har et lille magnetisk felt, for som Orsted viste, elektriske strømme genererer 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 stiller disse små magneter op, hvilket skaber et stærkt magnetfelt. Disse materialer er magneter og er næsten altid metal af en eller anden art.
Forbindelsen
Som Orsted og Faraday viste, hænger magnetisme og elektricitet meget tæt sammen. Hver synes at være i stand til at skabe den anden. Selv naturlige magneter er magnetiske på grund af alle de små elektriske strømme, der løber gennem dem på lige den rigtige måde. Det ville ikke være forkert at sige, at magnetisme og elektricitet er to forskellige aspekter af det samme fænomen.