Andre Ampere, od którego nazwiska pochodzi jednostka natężenia prądu, pisał w 1802
roku:" Pomysł, że zjawiska elektryczne i magnetyczne mają tę samą naturę
jest wręcz absurdalny". Zdanie to zamieścił w komentarzu do doświadczenia
Romagnosiego, adwokata z Trento. Doświadczenie zostało zgłoszone na
konkurs wynalazców rozpisany przez cesarza Napoleona.
Romagnosi, ułożył stosik monet według recepty Volty, połączył końce
ogniwa drutem, a w pobliżu drutu położył kompas. Zauważył "wpływ prądu na
igłę". Zgłoszenie Romagnosiego w Paryżu nie wzbudziło zainteresowania
i dopiero młody Oersted,
obecny wówczas na konkursie, 15 lat później przeprowadził swoje słynne doświadczenie.
Kolejne 14 lat minęło jednak, zanim genialny chłopski syn
z Anglii, Michael
Faraday, nie odwrócił doświadczenia: nie tylko prąd wpływa na pole
magnetyczne, ale i pole magnetyczne (zmienne) może generować prąd
elektryczny. Zasadę zamienności prąd - pole magnetyczne ilustruje
proste doświadczenie na rys.6, wykorzystujące cewkę Helmholtza.
Foto 1. Jeden i ten sam przyrząd,
ramka z nawiniętym drutem, ilustruje zarówno prawo Faraday-Lenza (siłę
elektromotoryczną indukcji E=-ndF/dt, gdzie n jest ilością zwojów) jak i
siłę działającą na przewodnik z prądem w polu magnetycznym (siłę Faradaya, lub siłę Lorenza w przypadku swobodnych
ładunków). Na ramkę o wymiarach 1m x 1m nawinięto około 100 zwojów
miedzianego drutu o średnicy 1 mm (typowy drut
transformatorowy).
Film 1. Film (700kB.avi) - Zwojnica, zasilana
prądem około 3-5 A (np. z akumulatora samochodowego) obraca się w polu
magnetycznym Ziemi (jest przykładem silnika elektrycznego). Ponieważ w
polu magnetycznym Ziemi (około 300 mGa =3.10-8T)
moment siły jest rzędu 10-5 N.m, ramka obraca
się bardzo powoli - z tego powodu wymaga zawieszenia na nici pod sufitem a
przewody doprowadzające prąd muszą być odpowiednio
giętkie.
Film 2 Film (705 kB.mpg) - W ramce obracanej nawet z
umiarkowaną prędkością obrotową pojawia się siła elektromotoryczna rzędu
kilku mV (ramka + pole magnetyczne Ziemi stają się prądnicą). Oczywiście, im szybszy
obrót, tym większe napięcie generowane, ale trudniejszy odczyt na
woltomierzu.
