Innhold
- Elektrisitet skaper magnetisme
- Magnetisme skaper elektrisitet
- Prinsippet om elektromagnetisk induksjon
- Naturlig elektrisitet lager naturlige magneter
- Tilkoblingen
Magnetisme og elektrisitet er to av de mer mystiske fenomenene i hverdagen. Elektrisitet er bevegelse av submikroskopiske ladede partikler gjennom et materiale. Denne strømmen av ladninger, eller "strøm", som beveger seg gjennom ledningene til et hus, gir den elektriske energien som trengs av moderne verktøy og apparater. Magnetisme er en usynlig kraft som gjør at magneter kan bevege andre magneter og visse metaller på avstand. Selv om tilsynelatende veldig forskjellige ting, er magnetisme og elektrisitet faktisk veldig nært beslektet.
Elektrisitet skaper magnetisme
I 1820 la den danske fysikeren Hans Christian Orsted merke til noe uvanlig mens han gjennomførte eksperimenter med elektrisitet. Han fant ut at når en elektrisk strøm strømmet i en ledning, ville nålen til et kompass plassert i nærheten bevege seg. Det eneste som kunne gjøre det var et magnetfelt. Orsted hadde oppdaget at en elektrisk strøm genererer et magnetfelt.
Magnetisme skaper elektrisitet
Michael Faraday mente, etter å ha hørt om Orsteds oppdagelse, at hvis elektriske strømmer kunne lage magnetiske felt, så skulle magnetfelter kunne generere elektriske strømmer. I 1831, mens han utførte en serie eksperimenter designet for å teste ideen hans, oppdaget Faraday at en magnet som beveger seg nær en ledning kan føre til at en elektrisk strøm strømmer i den ledningen.
Prinsippet om elektromagnetisk induksjon
Det var ikke engang nødvendig for magneten å bevege seg for å generere kraft. Den viktige faktoren var at magnetfeltet rundt ledningen skulle skifte. Denne endringen kan være forårsaket av en bevegelig magnet, eller ved å holde magneten stille og flytte spolen, eller ved å øke og redusere kraften i en elektromagnet. Dette prinsippet, at et magnetisk felt som skiftes vil indusere en elektrisk strøm i en leder, ble kjent som loven om elektromagnetisk induksjon.
Naturlig elektrisitet lager naturlige magneter
Orsteds funn viser hvorfor magneter har magnetiske felt som kan bevege andre objekter. All materie består av atomer. Ladede elektroner kretser rundt en tett atomkjerne. Alt som en strøm er er en elektrisk lading i bevegelse. Det betyr at hvert atom i naturen er omgitt av en liten elektrisk strøm, noe som betyr at alle atomer har et bittelitt magnetfelt, for som Orsted viste genererer elektriske strømmer magnetiske felt. I de fleste materialer peker disse bittesmå atommagnetene i alle retninger og avbryter hverandres effekter. Dette er grunnen til at de fleste materialer ikke er magnetiske. Men i noen materialer stiller disse bittesmå magneter seg opp og skaper et kraftig magnetfelt. Disse materialene er magneter, og er nesten alltid metall av noe slag.
Tilkoblingen
Som Orsted og Faraday viste, er magnetisme og elektrisitet veldig nært forbundet. Hver ser ut til å være i stand til å skape den andre. Selv naturlige magneter er magnetiske på grunn av alle de bitte små elektriske strømmer som løper gjennom dem på akkurat den rette måten. Det ville ikke være feil å si at magnetisme og elektrisitet er to forskjellige aspekter av det samme fenomenet.