Sejarah Elektromagnet

Seawal musim bunga tahun 1820, Johann Oersted Denmark menemui prinsip ini secara kebetulan. Pada tahun 1822, ahli fizik Perancis Arago dan Lussac mendapati bahawa apabila arus elektrik melalui wayar yang mengandungi bongkah besi, ia memanetkan bongkah besi itu. Ini sebenarnya penemuan awal prinsip elektromagnet. Pada tahun 1823, Sturgeon menjalankan eksperimen serupa: dia melilitkan 18 lilitan dawai tembaga kosong di sekeliling batang besi-U yang bukan magnet. Apabila wayar kuprum disambungkan ke sel voltan, gegelung kuprum di sekeliling batang besi berbentuk U-menjana medan magnet yang padat, sekali gus menukarkan rod besi-u itu menjadi "elektromagnet". Tenaga magnet elektromagnet ini banyak kali dikuatkan berbanding dengan magnet kekal; ia boleh menarik bongkah besi 20 kali ganda beratnya sendiri. Apabila kuasa diputuskan, batang besi berbentuk U{14}}tidak dapat menarik sebarang bongkah besi dan kembali menjadi batang besi biasa.

Ciptaan Sturgeon terhadap elektromagnet menunjukkan orang ramai prospek cerah untuk menukar tenaga elektrik kepada tenaga magnet. Ciptaan ini cepat merebak di Britain, Amerika Syarikat, dan beberapa negara pantai di Eropah Barat. Pada tahun 1829, juruelektrik Amerika Henry membuat beberapa inovasi kepada elektromagnet Sturgeon, menggantikan wayar tembaga kosong dengan wayar berpenebat magnetoelektrik, dengan itu menghapuskan risiko litar pintas yang disebabkan oleh sentuhan wayar tembaga yang berlebihan. Kerana penebat, wayar boleh diikat rapat dalam gegelung; lebih padat gegelung, lebih kuat medan magnet, sangat meningkatkan keupayaan untuk menukar tenaga elektrik kepada tenaga magnet. Menjelang 1831, Henry telah membina elektromagnet yang lebih baru; walaupun bersaiz kecil, ia boleh mengangkat satu tan besi.

Diilhamkan oleh eksperimen Oersted mengenai kesan magnet arus dan satu siri eksperimen lain, Ampère menyedari bahawa intipati fenomena magnetik ialah arus elektrik. Beliau mengurangkan pelbagai interaksi yang melibatkan arus dan magnet kepada interaksi antara arus, menimbulkan persoalan asas mencari undang-undang yang mengawal interaksi unsur semasa. Untuk mengatasi kesukaran mengukur unsur arus terpencil secara langsung, Ampère telah direka dengan teliti empat eksperimen nol dan, dengan analisis teori yang ketat, memperoleh keputusan. Walau bagaimanapun, kerana Ampère memegang konsep tindakan pada jarak dalam interaksi elektromagnet, dia mengenakan andaian bahawa daya antara dua unsur semasa bertindak di sepanjang garis yang menghubungkannya dalam analisis teorinya, dengan harapan untuk mematuhi undang-undang ketiga Newton, yang membawa kepada kesimpulan yang salah. Formula di atas adalah hasil selepas membetulkan andaian yang salah bahawa daya bertindak di sepanjang garis yang menghubungkannya. Ia harus difahami dari perspektif tindakan pada jarak seperti berikut: unsur semasa menjana medan magnet, dan medan magnet mengenakan daya pada unsur arus lain di dalamnya.