De onderwerpen elektriciteit en magnetisme hebben in de geschiedenis een fascinatie behouden. Naarmate ons begrip van deze twee onderwerpen duidelijker werd, werd het steeds duidelijker dat deze twee schijnbaar niet-gerelateerde onderwerpen nauw met elkaar verbonden waren. Magneten en elektriciteit hebben veel overeenkomsten, en de twee entiteiten zijn diep verweven op fysiek niveau.

Tegengestelden aantrekken; Likes Repel

Op het gebied van elektriciteit zijn er twee soorten kosten: positief en negatief. Wanneer twee tegenover elkaar liggende ladingen dicht bij elkaar worden gebracht (bijvoorbeeld een positieve en een negatieve lading), zullen ze elkaar aantrekken en een kracht brengt de twee ladingen bij elkaar, terwijl twee vergelijkbare ladingen (bijvoorbeeld twee negatieve ladingen) stoten elkaar met een identieke kracht als twee tegenovergestelde ladingen aantrekken, maar in de tegenovergestelde richting. In magnetisme zijn dezelfde principes van toepassing; een enkele magneet bevat echter twee "polen": een noordpool (die uitgelijnd is met de noordpool van de aarde) en een zuidpool. In magneten, net als in elektriciteit, stoten polen elkaar af terwijl tegenovergestelde polen elkaar aantrekken.

Inverse Square Law

Een veld is een fysieke entiteit waarmee één object een ander object kan beïnvloeden via een afstand. Een positieve elektrische lading kan bijvoorbeeld een negatieve elektrische lading beïnvloeden door deze over een afstand aan te trekken zonder dat de twee objecten daadwerkelijk in contact komen. In het geval van zowel magnetisme als elektriciteit is deze invloed onderworpen aan de omgekeerde kwadratische wet; dat wil zeggen dat de veldsterkte omgekeerd evenredig is met het kwadraat van de afstand tussen twee objecten. Als de afstand tussen twee magnetische polen bijvoorbeeld 3 is, neemt de veldsterkte tussen de twee af met een factor 9.

Potentiële energie

Potentiële energie wordt opgeslagen in een object en kan beschikbaar worden gemaakt voor andere soorten energie. Potentiële energie is meestal gerelateerd aan de positie van een object binnen een krachtveld; daarom zijn zowel elektrische als magnetische objecten onderworpen aan potentiële energie. Er zijn twee belangrijke soorten energie. Elektrostatische potentiële energie wordt gecreëerd door een stationaire elektrische lading. Dit type energie leidt tot het concept van spanning, dat wordt gebruikt in veel alledaagse toepassingen. Het tweede type potentiële energie is elektrodynamisch, dat wordt gecreëerd door elektrische ladingen te verplaatsen en werkt op magneten. Dit suggereert een diepere relatie tussen elektriciteit en magnetisme.

Elektriciteit en magnetisme beïnvloeden elkaar en maken elkaar

Zoals je kunt zien, hebben magnetisme en elektriciteit veel overeenkomsten. Maar in 1864 ontdekte natuurkundige James Clerk Maxwell dat deze twee onderwerpen nog nauwer met elkaar verbonden zijn. Wat hij ontdekte was dat elektriciteit en magnetisme twee manifestaties zijn van dezelfde fundamentele eigenschap die elektromagnetisme wordt genoemd. Om de vergelijkingen van Maxwell samen te vatten, zoals ze bekend werden, zijn stationaire elektrische ladingen de bron van beide elektrische velden terwijl bewegende ladingen (d.w.z. elektrische stromen) verantwoordelijk zijn voor magnetische velden. Verder ontdekte hij dat veranderende elektrische velden veranderende magnetische velden kunnen produceren en vice versa.