Inhoud
- Elektriciteit creëert magnetisme
- Magnetisme creëert elektriciteit
- Het principe van elektromagnetische inductie
- Natuurlijke elektriciteit maakt natuurlijke magneten
- De verbinding
Magnetisme en elektriciteit zijn twee van de meer mysterieuze fenomenen van de dagelijkse wereld. Elektriciteit is de beweging van submicroscopische geladen deeltjes door een materiaal. Deze stroom van ladingen, of 'stroom', die door de draden van een huis beweegt, levert de elektrische energie die nodig is voor moderne gereedschappen en apparaten. Magnetisme is een onzichtbare kracht waarmee magneten andere magneten en bepaalde metalen op afstand kunnen verplaatsen. Hoewel ogenschijnlijk heel verschillende dingen, magnetisme en elektriciteit zijn in feite zeer nauw met elkaar verbonden.
Elektriciteit creëert magnetisme
In 1820 merkte de Deense natuurkundige Hans Christian Orsted iets ongewoons op tijdens het uitvoeren van experimenten met elektriciteit. Hij ontdekte dat wanneer een elektrische stroom in een draad stroomde, de naald van een kompas dat in de buurt was geplaatst, zou bewegen. Het enige dat dat kon doen was een magnetisch veld. Orsted had ontdekt dat een elektrische stroom een magnetisch veld opwekt.
Magnetisme creëert elektriciteit
Michael Faraday, bij het horen van de ontdekking van Orsteds, geloofde dat als elektrische stromen magnetische velden konden creëren, magnetische velden in staat zouden moeten zijn om elektrische stromen te genereren. In 1831 ontdekte Faraday tijdens een reeks experimenten om zijn idee te testen, dat een magneet die in de buurt van een draad beweegt, ervoor zou kunnen zorgen dat een elektrische stroom in die draad stroomt.
Het principe van elektromagnetische inductie
Het was zelfs niet nodig dat de magneet bewoog om stroom te genereren. De belangrijke factor was dat het magnetische veld rond de draad zou moeten veranderen. Deze verandering kan worden veroorzaakt door een bewegende magneet, of door de magneet stil te houden en de spoel te verplaatsen, of door het vermogen in een elektromagneet te verhogen en te verlagen. Dit principe, dat een veranderend magnetisch veld een elektrische stroom in een geleider zal induceren, werd bekend als de wet van elektromagnetische inductie.
Natuurlijke elektriciteit maakt natuurlijke magneten
De ontdekking van Orsteds laat zien waarom magneten magnetische velden hebben die andere objecten kunnen verplaatsen. Alle materie bestaat uit atomen. Opgeladen elektronen draaien rond een dichte atoomkern. Het enige dat een stroom is, is een bewegende elektrische lading. Dat betekent dat elk atoom in de natuur is omgeven door een kleine elektrische stroom, wat betekent dat alle atomen een klein magnetisch veld hebben, want zoals Orsted liet zien, genereren elektrische stromen magnetische velden. In de meeste materialen wijzen deze kleine atoommagneten in elke richting en elimineren elkaars effecten. Dit is de reden waarom de meeste materialen niet magnetisch zijn. Maar in sommige materialen vormen deze kleine magneten een lijn, waardoor een krachtig magnetisch veld ontstaat. Deze materialen zijn magneten en zijn bijna altijd van een soort metaal.
De verbinding
Zoals Orsted en Faraday hebben aangetoond, hangen magnetisme en elektriciteit nauw samen. Elk lijkt de ander te kunnen creëren. Zelfs natuurlijke magneten zijn magnetisch vanwege alle kleine elektrische stromen die er precies op de juiste manier doorheen stromen. Het zou niet verkeerd zijn om te zeggen dat magnetisme en elektriciteit twee verschillende aspecten van hetzelfde fenomeen zijn.