اثرهاي ساده الکتريکي و مغناطيسي را از زمانهاي قديم مي‌شناختند. حدود 600 سال قبل از ميلاد يونانيان مي‌دانستند که آهنربا آهن را جذب مي‌کند و کهرباي ماليده به لباس چيزهاي سبک مانند کاه را بسوي خود مي‌کشد. با وجود اين اختلاف بين جذبهاي الکتريکي و مغناطيسي تعيين نشده بود و اين پديده‌ها را از يک نوع در نظر مي‌گرفتند.
خط فاصل روشن بين اين دو پديده را گيلبرت (W. Gilbert) ، فيزيکدان و طبيعت شناس انگليسي پيدا کرد. و نيز او کتابي درباره آهنربا ، “اجسام آهنربايي” و “زمين به عنوان آهنرباي بزرگ” در سال 1600 منتشر کرد. کار وي شروع بررسي در پديده‌هاي الکتريکي را نشان مي‌دهد. گيلبرت در اين کتاب همه خواص آهنرباهاي شناخته شده تا آن زمان را تشريح کرده و نتايج آزمايشهاي خيلي مهم ، شخص خود را نيز آورده است. همچنين وي شماري از تفاوتهاي اساسي بين جذبهاي الکتريکي و مغناطيسي را مشخص نموده و اصطلاح “الکتريسيته“ را وضع کرده است.
سير تحولي و رشد
* بعد از انتشار کارهاي گيلبرت ، تمايز بين پديده‌هاي الکتريکي و مغناطيسي مسلم شد، اما به رغم اينکه اختلافها شماري از واقعيتها ارتباط ناگسستني بين اين پديده‌ها را پديدار ساخت. برجسته‌ترين اين واقعيتها مغناطيس اشياي آهني و واروني عقربه قطب نما بر اثر آذرخش بودند.
* آراگو (D. F. Arago) ، فيزيکدان فرانسوي در کتاب خود به نام “تندر و آذرخش” ، شرح مي‌دهد که چگونه در ژوييه سال 1681، در کشتي راين (reine) واقع در درياي آزاد حدود صدها مايل از ساحل بر اثر آذرخش دکلها ، بادبانها و غيره بطور جدي صدمه ديدند. وقتي که شب فرا رسيد، از روي وضع ستارگان دريافت که از سه قطب نماي در دسترس دو تا بجاي شمال به سمت جنوب ايستاده بودند، در حالي که يکي از آنها به سمت شمال بود، آراگو همچنين شرح مي‌دهد که هرگاه آذرخش به خانه بخورد، کارد ، چنگال و ساير اشياي آهني را به شدت آهنربا مي‌کند.
* در آغاز قرن هجدهم ثابت شد که آذرخش در واقع جريان الکتريکي شديدي است که از هوا مي‌گذرد. بنابراين به اين نتيجه مي‌رسيم که جريان الکتريکي خواص مغناطيسي دارد، اما اين خواص جريان فقط در سال 1820 توسط اورستد (H. Oersted) فيزيکدان دانمارکي با آزمايش مشاهده و بررسي شد. همانطوري که نيروهاي مؤثر بر بارهاي الکتريکي نيروهاي الکتريکي نام دارد، نيروهاي مؤثر بر آهنرباهاي طبيعي يا مصنوعي را نيروهاي مغناطيسي مي‌گويند.
منشأ ميدان مغناطيسي
اگر در فضا نيروهاي الکتريکي حاکم باشد و بر ذرات باردار نيروي الکتريکي وارد کند، مي‌گوييم در اين فضا ميدان الکتريکي وجود دارد. از اين رو آزمايش نشان مي‌دهد که در فضاي اطراف جريان الکتريکي ، نيروهاي مغناطيسي ظاهر مي‌شود، يعني ميدان مغناطيسي بوجود مي‌آيد.
اولين سوال اورستد
آيا ماده سيم روي ميدان مغناطيسي بوجود آمده از جريان اثر دارد يا نه؟ اورستد دريافت که سيمهاي اتصال را مي‌توان از چند سيم يا نوار باريک مختلف درست کرد و جنس فلز در نتيجه اثر نمي‌گذارد (احتمالا اگر بزرگ باشد اثر مي‌گذارد). چون فلزات مختلف ، مقاومتهاي الکتريکي متفاوتي دارند، اگر به باتري وصل شود، مي توانند جريانهاي متفاوت داشته باشند و در نتيجه اثر مغناطيسي اين جريانها متفاوت خواهد بود.
اما بايد بخاطر داشت که آزمايش اورستد پيش از وضع قانون اهم و دستيابي به مفهوم بستگي مقاومت رساناها به جنس ماده تشکيل دهنده آنها انجام گرفته است. اگر آزمايش اورستد با سيمهاي پلاتين ، طلا ، نقره ، برنج ، و آهن يا نوارهاي روي و قلع يا جيوه انجام گيرد، همين نتيجه اخير بدست مي‌آيد. اورستد آزمايشاتش را با فلز ، يعني رساناهايي با رسانش الکتروني ، انجام داد.
اثر مغناطيسي جريان الکتروليتي
اگر در آزمايش اورستد فلز رسانا را با لوله داراي الکتروليت يا لوله‌اي که داخل آن تخليه الکتريکي صورت مي‌گيرد، استفاده شود. هر چند در اين حالتها جريان الکتريکي از حرکت يونهاي مثبت و منفي ناشي مي‌شوند، ولي اثر آنها روي عقربه مغناطيسي با اثر رساناي فلزي يکسان است. بدون توجه به رساناي حامل جريان ، در فضاي اطراف آن ميدان مغناطيسي بوجود مي‌آيد. از اينرو مي‌توان گفت که در اطراف هر جرياني ميدان مغناطيسي ظاهر مي‌شود. اين خاصيت اصلي جريان الکتريکي در اثرهاي حرارتي و شيميايي جريان الکتريکي نقش بازي مي‌کند.
اثر مغناطيسي جريان و خواص الکتريکي رسانا
ايجاد ميدان مغناطيسي معمولترين خاصيت از سه خاصيت جريان الکتريکي است. جريان الکتريکي فقط در يک نوع رسانا (الکتروليتها) اثر شيميايي بوجود مي‌آورد، نه در ديگران (فلزات). مقدار جريان آزاد شده توسط جريان ، بسته به مقاومت رسانا ، مي‌تواند بيشتر يا کمتر باشد. در ابر رساناها ممکن است همراه جريان ، گرما آزاد مي شود. از طرفي ديگر ميدان مغناطيسي با جريان الکتريکي پيوندي جدايي ناپذير دارد. اين ميدان به خواص مشخصي از رسانا بستگي ندارد و فقط شدت و جهت جريان آن را تعيين مي‌کند. بيشترين کاربردهاي صنعتي الکتريسيته نيز بوجود ميدان مغناطيسي جريان وابسته مي‌باشند.
منبع:http://www.academist.ir/خ