Istorija elektromagneta

Još u proljeće 1820. Danac Johann Oersted je slučajno otkrio ovaj princip. Godine 1822. francuski fizičari Arago i Lussac otkrili su da kada električna struja prođe kroz žicu koja sadrži željezni blok, ona magnetizira željezni blok. Ovo je zapravo bilo početno otkriće principa elektromagneta. Godine 1823. Sturgeon je izveo sličan eksperiment: namotao je 18 zavoja gole bakarne žice oko željezne šipke u obliku slova U{7}} koja nije bila magnet. Kada je bakarna žica spojena na naponsku ćeliju, bakarni namotaj oko gvozdene šipke u obliku U- stvarao je gusto magnetsko polje, pretvarajući tako željeznu šipku u obliku U- u "elektromagnet". Magnetska energija ovog elektromagneta je višestruko pojačana u poređenju sa trajnim magnetima; mogao bi privući gvozdene blokove 20 puta veće od sopstvene težine. Kada je struja prekinuta, gvozdena šipka u obliku slova U- nije mogla da privuče gvozdene blokove i ponovo je postala obična gvozdena šipka.

Sturgeonov izum elektromagneta pokazao je ljudima sjajnu perspektivu pretvaranja električne energije u magnetnu. Ovaj izum se brzo proširio u Britaniji, Sjedinjenim Državama i nekim obalnim zemljama zapadne Evrope. Godine 1829. američki električar Henry napravio je neke inovacije na Sturgeonovom elektromagnetu, zamjenjujući gole bakarne žice magnetoelektrično izoliranim žicama, čime je eliminirao rizik od kratkih spojeva uzrokovanih prekomjernim kontaktom bakrene žice. Zbog izolacije, žice su mogle biti čvrsto namotane zajedno u namotaje; što su zavojnice gušće, to je magnetno polje jače, što uvelike poboljšava sposobnost pretvaranja električne energije u magnetnu. Do 1831. Henry je napravio noviji elektromagnet; iako male veličine, mogao bi podići tonu gvožđa.

Inspiriran Oerstedovim eksperimentima o magnetskom učinku struje i nizom drugih eksperimenata, Amper je prepoznao da je suština magnetnih pojava električna struja. Različite interakcije koje uključuju struju i magnete sveo je na interakcije između struja, postavljajući fundamentalno pitanje pronalaženja zakona koji upravljaju interakcijama strujnih elemenata. Da bi prevladao poteškoću direktnog mjerenja izolovanih strujnih elemenata, Ampere je pedantno osmislio četiri nulta eksperimenta i, uz rigoroznu teorijsku analizu, dobio rezultate. Međutim, budući da je Amper držao koncept djelovanja na udaljenosti u elektromagnetnim interakcijama, on je u njegovoj teorijskoj analizi nametnuo pretpostavku da sila između dva strujna elementa djeluje duž linije koja ih povezuje, nadajući se da će poštivati ​​treći Newtonov zakon, što je dovelo do pogrešnih zaključaka. Gornja formula je rezultat nakon ispravljanja pogrešne pretpostavke da sila djeluje duž linije koja ih povezuje. To treba shvatiti iz perspektive djelovanja na udaljenosti na sljedeći način: strujni element stvara magnetsko polje, a magnetsko polje vrši silu na drugi element struje unutar njega.