Historie elektromagnetů

Již na jaře roku 1820 objevil tento princip náhodou Dán Johann Oersted. V roce 1822 francouzští fyzici Arago a Lussac zjistili, že když elektrický proud prochází drátem obsahujícím železný blok, zmagnetizuje železný blok. To byl vlastně prvotní objev principu elektromagnetů. V roce 1823 provedl Sturgeon podobný experiment: navinul 18 závitů holého měděného drátu kolem železné tyče ve tvaru U-, která nebyla magnetem. Když byl měděný drát připojen k voltaickému článku, měděná cívka kolem železné tyče ve tvaru U - vytvořila husté magnetické pole, čímž se železná tyč ve tvaru U - změnila na „elektromagnet“. Magnetická energie tohoto elektromagnetu byla ve srovnání s permanentními magnety mnohonásobně zesílena; mohl by přitahovat železné bloky 20násobku své vlastní hmotnosti. Když bylo přerušeno napájení, železná tyč ve tvaru U nemohla přitahovat žádné železné bloky a vrátila se do podoby obyčejné železné tyče.

Sturgeonův vynález elektromagnetu ukázal lidem jasnou vyhlídku na přeměnu elektrické energie na energii magnetickou. Tento vynález se rychle rozšířil v Británii, Spojených státech a některých pobřežních zemích západní Evropy. V roce 1829 provedl americký elektrikář Henry některé inovace v Sturgeonově elektromagnetu a nahradil holé měděné dráty magnetoelektricky izolovanými dráty, čímž se eliminovalo riziko zkratů způsobené nadměrným kontaktem měděného drátu. Kvůli izolaci by mohly být dráty pevně svinuté do cívek; čím hustší jsou cívky, tím silnější je magnetické pole, což výrazně zlepšuje schopnost přeměňovat elektrickou energii na energii magnetickou. V roce 1831 Henry postavil novější elektromagnet; i když byla malá, mohla zvednout tunu železa.

Inspirován Oerstedovými experimenty o magnetickém účinku proudu a řadou dalších experimentů, Ampère rozpoznal, že podstatou magnetických jevů je elektrický proud. Redukoval různé interakce zahrnující proud a magnety na interakce mezi proudy, čímž nastolil základní otázku nalezení zákonů, jimiž se řídí interakce prvků proudu. Aby Ampère překonal potíže s přímým měřením izolovaných proudových prvků, pečlivě navrhl čtyři nulové experimenty a s přísnou teoretickou analýzou získal výsledky. Protože však Ampère zastával koncept akce na dálku v elektromagnetických interakcích, ve své teoretické analýze vložil předpoklad, že síla mezi dvěma proudovými prvky působí podél linie, která je spojuje, v naději, že se podřídí třetímu Newtonovu zákonu, což vedlo k chybným závěrům. Výše uvedený vzorec je výsledkem po opravě chybného předpokladu, že síla působí podél spojnice. Z hlediska působení na dálku by to mělo být chápáno následovně: proudový prvek generuje magnetické pole a magnetické pole působí silou na jiný proudový prvek v něm.