Obsah
- Elektrina vytvára magnetizmus
- Magnetizmus vytvára elektrinu
- Princíp elektromagnetickej indukcie
- Prírodná elektrina vytvára prírodné magnety
- Spojenie
Magnetizmus a elektrina sú dva z najzáhadnejších fenoménov každodenného sveta. Elektrina je pohyb submikroskopických nabitých častíc materiálom. Tento tok nábojov alebo „prúd“, ktorý sa pohybuje po drôtoch domu, poskytuje elektrickú energiu potrebnú pre moderné nástroje a prístroje. Magnetizmus je neviditeľná sila, ktorá umožňuje magnetom pohybovať sa s inými magnetmi a určitými kovmi na diaľku. Hoci zdanlivo veľmi odlišné veci, magnetizmus a elektrina sú v skutočnosti veľmi úzko spojené.
Elektrina vytvára magnetizmus
V roku 1820 si dánsky fyzik Hans Christian Orsted všimol niečo neobvyklé pri experimentovaní s elektrinou. Zistil, že keď elektrický prúd prúdi drôtom, ihla kompasu umiestneného v blízkosti sa pohne. Jediná vec, ktorá to dokázala, bolo magnetické pole. Orsted zistil, že elektrický prúd vytvára magnetické pole.
Magnetizmus vytvára elektrinu
Michael Faraday po vypočutí objavu Orstedsu veril, že ak by elektrické prúdy mohli vytvárať magnetické polia, potom by magnetické polia mali byť schopné generovať elektrické prúdy. V roku 1831 Faraday pri vykonávaní série experimentov navrhnutých na vyskúšanie jeho myšlienky zistil, že magnet pohybujúci sa blízko drôtu by mohol spôsobiť prúdenie elektrického prúdu v tomto drôte.
Princíp elektromagnetickej indukcie
Nebolo dokonca nevyhnutné, aby sa magnet pohyboval, aby vyrábal energiu. Dôležitým faktorom bolo, že magnetické pole okolo vodiča by sa malo meniť. Táto zmena môže byť spôsobená pohybujúcim sa magnetom alebo držaním magnetu v pokoji a pohybom cievky alebo zvýšením a znížením výkonu v elektromagnete. Tento princíp, že meniace sa magnetické pole bude indukovať elektrický prúd vo vodiči, sa stal známym zákonom elektromagnetickej indukcie.
Prírodná elektrina vytvára prírodné magnety
Objav Orstedov ukazuje, prečo majú magnety magnetické polia, ktoré môžu pohybovať inými objektmi. Všetka hmota je tvorená atómami. Nabité elektróny obiehajú hustým atómovým jadrom. Jediným prúdom je pohybujúci sa elektrický náboj. To znamená, že každý atóm v prírode je obklopený malým elektrickým prúdom, čo znamená, že všetky atómy majú malé magnetické pole, pretože, ako ukazuje Orsted, elektrické prúdy vytvárajú magnetické pole. Vo väčšine materiálov tieto malé atómové magnety smerujú do všetkých smerov a rušia efekty ostatných. Preto väčšina materiálov nie je magnetická. V niektorých materiáloch sa však tieto malé magnety zoradia a vytvárajú silné magnetické pole. Tieto materiály sú magnety a takmer vždy sú nejakého druhu.
Spojenie
Ako ukázali Orsted a Faraday, magnetizmus a elektrina spolu úzko súvisia. Zdá sa, že každý je schopný vytvoriť druhý. Dokonca aj prírodné magnety sú magnetické, pretože všetky malé elektrické prúdy pretekajú správnym spôsobom. Nebolo by nesprávne tvrdiť, že magnetizmus a elektrina sú dva rôzne aspekty toho istého javu.