Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Upptäcken: Ørsteds kollegor gjorde ­världen elektromagnetisk

När Hans Christian Ørsted upptäcker elektromagnetismen startar han en teknisk revolution som i dag genomsyrar vår vardag.

Mobilen väcker dig vid exakt den tidpunkt du har kodat in i det magnetiska minneschipset.

Du tar elbilen till kontoret där du sätter på datorn och loggar in på servern. Efter arbetsdagens slut har du en dejt, men trots att restaurangen ligger utanför staden hittar du enkelt dit med hjälp av elbilens gps som använder sig av mikrovågor från satelliter.

All den moderna teknik vi omger oss med, och som vårt samhälle är så beroende av, kan spåras tillbaka till våren 1820.

Då upptäcker nämligen den danske fysikern Hans Christian Ørsted att elektricitet och magnetism är två sidor av samma naturkraft.

Ørsted intresserar sig emellertid inte för sin upptäckt, utan överlåter åt andra att utnyttja elektromagnetismens potential.

Ørsteds försök förändrade världen

I början av 1800-talet kände forskarna till magnetismen från naturligt magnetiska stenar.

De visste också att jorden hade ett magnetfält som man kunde navigera efter med hjälp av en kompass.

Elektricitet uppfattades som en mystisk, huvudsakligen biologisk kraft – i exempelvis elektriska ålar – som även kunde ge upphov till gnistor och få en metalltråd att glöda.

Ørsted menade att elektricitet och magnetism hörde ihop, och det ville han bevisa.

Fem genombrott banade väg för datorchips och MR-skannrar

Hans Christian Ørsted, som upptäckte elektromagnetismen, brydde sig inte om att undersöka eventuella praktiska användningsområden för hans ­upptäckt.

I stället överlät han åt sina forskarkollegor att utforska ­elektromagnetismens enastående egenskaper.

  • H.C. Ørsted visar att el genererar magnetfält
    © Science Source/Photo Researchers/Ritzau Scanpix

    1820: Magnetnål chockerar forskarvärlden

    Den danske fysikern Hans Christian Ørsted upptäcker att elektricitet skapar magnetfält som får en kompassnål att ge utslag.
    Ørsted visade därmed att el och magnetism är förbundna i en och samma naturkraft, som han kallar elektromagnetism.

  • Michael Faraday
    © Shutterstock

    1831: Elnätet får ­högspänning

    Michael Faraday visar att magnetfält kan alstra elektricitet i en kabel. Fenomenet, som får namnet induktion, banar väg för transformatorer som skapar hög elektrisk spänning och gör det möjligt att transportera växelström i ett elnät över stora avstånd.

  • Fysikern James Clerk Maxwell
    © Bettmann/Getty Images

    1865: Fenomenet böljar fram genom rummet

    Den engelske fysikern James Clerk Maxwell formulerar en ­övergripande ­teori om ­elektromagnetismen där han slår fast att elektro­magnetiska fält sprids i rummet i form av vågor. Fälten har olika våglängd, vilket ger dem olika egenskaper.

  • De amerikanska fysikerna John Bardeen, William Shockley och Walter Brattain
    © Alcatel-Lucent/Photo Researchers/Ritzau Scanpix

    1947: Transistorn banar väg för mikrochips

    De amerikanska fysikerna John Bardeen, William Shockley och Walter Brattain uppfinner transistorn, som förstärker elektriska signaler. Till en början används uppfinningen i små, billiga radioapparater, men senare kommer den även till användning i mikrochips – som ligger till grund för vår moderna informationsteknik.

  • En nedkyld supraledare med svävande magnet
    © Shutterstock

    1954: Supraledare skapar extrema magnetfält

    Den amerikanske fysikern George Yntema konstruerar den första supraledande elektromagneten, som skapar extremt starka och stabila magnetfält. Supraledare används i dag i MR-skannrar på sjukhus, i partikelacceleratorer och i experimentella fusionsreaktorer.

Ørsted gjorde ett experiment i en föreläsningssal på Köpenhamns universitet. Han använde zinkplattor i ett kopparkar med syre, som fungerade som ett primitivt batteri.

Med hjälp av en metalltråd kopplade Ørsted ihop den negativt laddade zinken med den positivt laddade kopparn, varefter en ström gick genom tråden.

Sedan höll han en kompass vid den strömförande tråden, vilket fick kompassnålen att ge utslag. Det berodde enligt Ørsted på att elektriciteten hade skapat ett lokalt magnetfält som var starkare än jordens magnetfält.

Efter upptäckten skickade Ørsted en rapport till vetenskapsakademin i Paris. De franska fysikerna insåg genast att om Ørsted hade rätt så skulle det förändra deras syn på elektriciteten i grunden.

Många var skeptiska, men trots det arrangerades en demonstration.

Tumult utbröt när församlingen med egna ögon fick se kompass-nålens utslag.

Föreläsningen var knappt över förrän den franske fysikern André Marie Ampère rusade hem och började experimentera.

Under ett par hektiska veckor upp­täckte han att en järnstång kan förvandlas till en magnet om man omger stången med en strömförande spole.

Upptäckten blev startskottet för forskning på elektromagnetism runtom i världen. Ørsted kallade sin upptäckt ”den nya naturkraften”.

Furste bygger elmotor

Ørsted lade sin upptäckt åt sidan och inledde nya projekt.

I stället blev det den engelske fysikern Michael Faraday, känd i sin samtid som ”experimentens furste”, som utnyttjade elektromagnetismen och startade en teknisk revolution.

Redan år 1821 demonstrerade Faraday principen i elmotorer. Han placerade en stavmagnet i ett kar med flytande kvicksilver.

Därefter sänkte han ner en metalltråd i karet och sände ström genom den så att ett magnetfält bildades.

Magnetfältet runt tråden reagerade med stavmagnetens magnetfält och fick metall­tråden att kretsa runt magneten.

Upptäckten banade väg för utvecklingen av elmotorer, där magneter får en axel att an­tingen rotera eller röra sig fram och tillbaka.

Tio år senare utvecklade Faraday en primitiv generator. Elektricitet uppstod när han lät en metallskiva rotera i magnetfältet mellan benen på en hästskomagnet.

Generatorn möjliggjorde användning av elektriska maskiner inom industri och jordbruk, och i dag skapas nästan all elektricitet i våra elnät i stora generatorer.

Faradays största genombrott kom dock när han upptäckte att magnetfält i rörelse kan skapa ström i elektriska ledare.

Med ett enkelt experiment visade Faraday den så kallade induktionsprincipen genom att flytta en magnet fram och tillbaka i förhållande till en kopparspole.

Magnetfältets rörelser inducerade elektrisk spänning och el i spolen.

Upptäckten banade i första hand väg för transformatorn, som kan skapa hög spänning och transportera stora mängder elektricitet i elledningar till tusentals fabriker och hem.

Senare letade sig induktionen även fram till kokplattor i vanliga hem.

© claus lunau

Elektromagnetisk princip kokar din potatis

Under den keramiska kokplattan på en induktionshäll döljer sig en strömförande spole. Spolen skapar ett magnetfält som överför en ­elektrisk ström till grytan och värmer maten.

  • Växelström sänds in i en magnetspole

    I en induktionshäll är själva kokplattan en magnetspole som inte rör sig. När växelström sänds genom spolen vänds de magnetiska polerna hela tiden, vilket skapar ett svängande magnetfält.

  • Elektriskt motstånd utvecklar värme

    Det svängande magnetfältet reagerar med grytan på kokplattan och inducerar en ström i grytans botten. Det elektriska motståndet i grytans metall är så högt att ­metallen värms upp och värmer upp maten.

  • Magnetfältet försvinner när grytan tas bort

    Induktion skapar ett kopplat ­elektromagnetiskt närfält mellan ­kokplattan och grytan som försvinner med ett ökat avstånd. Därför är kokplattan bara på precis under grytan och stängs genast av när den lyfts upp.

Magnetfälten är vågor

De praktiska framgångarna till trots dröjde det till år 1865 innan den engelske fysikern James Clerk Maxwell utvecklade en övergripande teori om den nya naturkraften.

Maxwell upptäckte att elektromagnetiska fält spred sig i rummet som vågor, vilket skedde i ljusets hastighet.

Fälten hade olika våglängder och därmed olika egenskaper. Maxwell formulerade ett antal ekvationer som beskrev hela det elektromagnetiska spektrumets vågfunktioner, från intensiv kortvågig gammastrålning till synligt ljus och långa radiovågor.

Även hemligheten bakom elektriciteten avlöjades till viss del när den brittiske fysikern J.J. Thomson år 1897 visade att ström utgörs av negativt laddade partiklar, som fick namnet elektroner.

Med tiden gick det upp för fysikerna att elektromagnetismen grundar sig i att alla ämnen och atomer är uppbyggda av elektriskt laddade partiklar.

När partiklarna befinner sig i rörelse skapar de magnetiska fält som antingen attraherar eller repellerar varandra.

Jättemagnet suger till sig metallskrot

I början av 1900-talet började elektromagneter användas på skrotupplag. Tack vare starka magnetfält kunde elektromagnetiska kranar lyfta flera ton metallskrot.

© De Agostini/DEA/Getty Images

Den fullständiga bilden av elektromagnetismens natur fick man dock först år 1913, då den danske fysikern Niels Bohr presenterade sin atommodell.

Enligt Bohr omges atomkärnan av elektroner som kretsar i fasta banor med vissa energinivåer.

Atomen kan få ett högre energitillstånd om den tar upp en ljuspartikel, en foton, med en energi som motsvarar skillnaden mellan två banor.

När atomen återgår till sitt grundtillstånd avger den en foton med motsvarande energi.

Den så kallade kvantmekaniken driver alla fysiska och kemiska reaktioner, vilket gör elektro­magnetismen till livets naturkraft.

Fenomenet är tydligast i växternas fotosyntes, där energin i solljusets fotoner omsätts i tillväxt.

Samma kvantmekanik skapar de elektriska nervsignaler som hjärnan genomkorsas av när du läser dessa rader.

Trots att det nu är 200 år sedan elektromagnetismen upptäcktes är forskarna långt ifrån färdiga med att utnyttja dess potential.

Snart kommer exempelvis din elektro­magnetiska vardag att bli fri från kablar – och din elbil kommer att laddas samtidigt som du är ute och kör.

Läs också:

Fenomen inom fysiken

Förstå magnetism på 5 minuter

5 minuter
Naturlagar

200 år sedan: Dansk fysiker upptäckte ny naturkraft

1 minut
Fenomen inom fysiken

KRUT & KEMI: Så här gör du elefanttandkräm

2 minuter

Logga in

Ogiltig e-postadress
Lösenord behövs
Visa Dölj

Redan prenumerant? Prenumererar du redan på tidningen? Klicka här

Ny användare? Få åtkomst nu!

Nollställ lösenord.

Skriv in din e-postadress, så skickar vi anvisningar om hur du återställer ditt lösenord.
Ogiltig e-postadress

Kontrollera din e-post

Vi har skickat ett e-postmeddelande till med instruktioner om hur du återställer ditt lösenord. Kontrollera ditt skräppostfilter om meddelandet inte har kommit.

Uppge nytt lösenord.

Skriv in ett nytt lösenord. Lösenordet måste ha minst 6 tecken. När du har upprättat ditt lösenord blir du ombedd att logga in.

Lösenord behövs
Visa Dölj