Στην πρώτη μας πειραματική διαδικασία θα μελετήσουμε την άρρηκτη σχέση που υπάρχει ανάμεσα σε ηλεκτρισμό και μαγνητισμό. Την σχέση αυτή την παρατήρησε ο Δανός Φυσικός Hans Christian Oersted.

Hans Christian Oersted: Ο ΦΥΣΙΚΟΣ ΠΟΥ ΣΥΣΧΕΤΙΣΕ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟ ΜΕ ΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟ

Ήταν 1820 όταν ο Oersted σε μια από τις διαλέξεις του επρόκειτο να κάνει αυτός και οι φοιτητές του μια από τις σημαντικότερες παρατηρήσεις στην Ιστορία της Φυσικής. Σύμφωνα με τις μαρτυρίες των φοιτητών του την ημέρα εκείνη ήθελε να τους δείξει τα θερμικά αποτελέσματα του ηλεκτρισμού. Κοντά στην πειραματική του διάταξη όμως τύγχανε να βρίσκεται μια πυξίδα. Μόλις ο Oersted έκλεινε το κύκλωμα και αυτό διαρρέονταν από ηλεκτρικό ρεύμα παρατήρησε πως η μαγνητική βελόνα ξεκινούσε την περιστροφή της. Ενώ μόλις αποσύνδεε το κύκλωμα από την πηγή η βελόνα επέστρεφε στην αρχική της θέση όπου και παρέμενε ακίνητη.

Ας εξετάσουμε λίγο καλύτερα το φαινόμενο.

ΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΒΕΛΟΝΑ ΚΑΙ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΜΕ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

Αν πάρουμε μια μαγνητική βελόνα θα δούμε πως αυτή προσανατολίζεται έτσι ώστε ο άξονας της να έχει την διεύθυνση Βορρά Νότου. Αν πλησιάσουμε σε αυτήν έναν άλλο μαγνήτη εύκολα παρατηρούμε πως ξεκινάει η περιστροφή της. Έτσι καταλαβαίνουμε πως το μαγνητικό πεδίο του μαγνήτη αλληλεπιδρά με αυτό της μαγνητικής βελόνας και έτσι αυτή τίθεται σε κίνηση.

Αν όμως πλησιάσουμε έναν αγωγό ο οποίος να διαρρέεται από ρεύμα στην μαγνητική βελόνα θα περιμένουμε να μην υπάρξει καμία κίνηση , διότι δεν μπορεί να υπάρξει συσχέτιση μεταξύ ενός ρευματοφόρου αγωγού και ενός μαγνητικού πεδίου που δημιουργεί η βελόνα. Και στο σημείο αυτό ο ηλεκτρισμός και ο μαγνητισμός σπάραξαν στα γέλια με την παραπάνω πρόταση.

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ

Με την πειραματική διαδικασία αυτή ο Oersted κατάφερε να δείξει πως όταν ένας αγωγός διαρρέεται από ρεύμα τότε γύρω από αυτόν δημιουργείται μαγνητικό πεδίο.

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ

Μαγνητικό πεδίο ονομάζουμε τον χώρο εντός του οποίου μια μαγνητική βελόνα δέχεται δυνάμεις με αποτέλεσμα να προσανατολίζεται σε ορισμένη διεύθυνση.

ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ ΠΟΥ ΠΡΟΚΑΛΕΙ ΕΥΘΥΦΡΑΜΜΟΣ ΡΕΥΜΑΤΟΦΟΡΟΣ ΑΓΩΓΟΣ

Το μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται από έναν ευθύγραμμο ρευματοφόρο αγωγό είναι ανομοιογενές και έχει την φορά των δυναμικών γραμμών που δημιουργούνται γύρω από τον άξονα του.

 Η διεύθυνση του είναι κάθετη της ακτίνας στο σημείο εφαρμογής που θα πάρουμε.

ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΓΡΑΜΜΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

Οι δυναμικές γραμμές είναι ομόκεντροι κύκλοι γύρω από τον άξονα του αγωγού και προσδιορίζουμε την φορά τους με τον κανόνα του δεξιού χεριού. Ο αντίχειράς μας προσανατολίζεται με την φορά του ρεύματος και τα υπόλοιπα δάχτυλα καθώς κλείνουν μας δείχνουν την φορά των δυναμικών γραμμών.

ΕΝΤΑΣΗ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΠΕΔΙΟΥ

Για τον υπολογισμό της έντασης του μαγνητικού πεδίου χρησιμοποιούμε τον μαθηματικό τύπο που θα δεις στην παρακάτω εικόνα:

Η σύνδεση του ηλεκτρισμού με τον μαγνητισμό έφερε επανάσταση και γέννησε πάρα πολλές εφαρμογές. Μερικές από αυτές είναι η ηλεκτρογεννήτρια, το Η/Μ τρένο, ο Η/Μ γερανός, οι ηλεκτρομαγνήτες που συναντώνται μέσα σε συσκευές αναπαραγωγής εικόνας και ήχου και η λίστα δεν τελειώνει.

ΤΥΧΑΙΟ; ΔΕ ΝΟΜΙΖΩ!

Κλείνοντας να αναφερθούμε στο σημείο που αναφέραμε πως ο Oersted τυχαία παρατήρησε την κίνηση της βελόνας η οποία τυχαία βρισκόταν εκεί κοντά. Όταν η γνώση και η πίστη σου γύρω από αυτό που κάνεις είναι τόσο ισχυρές δεν μπορεί να πει κανείς πως η παρατήρηση του πειράματος του Oersted βασίστηκε στην τύχη. Πολλοί θα μπορούσαν να είχαν δει την μαγνητική βελόνα να κινείται, λίγοι όμως θα έκαναν την άμεση συσχέτιση του φαινομένου ως παράγωγο της σύνδεσης του ηλεκτρομαγνητισμού που θα τους οδηγούσε σε έναν καινούργιο δρόμο ανακαλύψεων.

Δοκιμάστε το! Αν έχετε απορίες γράψτε μου στα σχόλια!