电磁铁的历史

早在1820年春天,丹麦的奥斯特偶然发现了这个原理。1822年,法国物理学家阿拉戈和卢萨克发现,当电流通过有铁块的绕组时,可以磁化绕组中的铁块。这其实是对电磁铁原理的第一次发现。1823年,斯特金也做过类似的实验:他把18匝裸铜线缠绕在一根不是磁棒的U形铁棒上。当铜线连接到光伏电池上时,缠绕在U形铁棒上的铜线圈产生了密集的磁场,从而将U形铁棒变成了“电磁铁”。这种电磁铁的磁能比永磁体放大很多倍,可以吸比它重20倍的铁。当切断电源后,U型铁条吸不到任何铁,又变成了普通的铁条。

斯特金发明电磁铁使人们看到了将电能转化为磁能的光明前景,很快在英国、美国和西欧一些沿海国家传播开来。

1829年,美国电工亨利对斯特金电磁铁装置进行了一些创新,用磁电绝缘导体代替裸露的铜导体,这样就不用担心被铜导体靠得太近短路了。由于有绝缘层,导线可以一圈一圈地紧紧缠绕,线圈越密,磁场越强,大大提高了电能转化为磁能的能力。到1831,亨利已经开发出一种更新的电磁铁。它虽然不大,却能吸收1吨铁。

受奥斯特电流磁效应实验等一系列实验的启发,安培认识到磁现象的本质是电流,并将各种涉及电流和磁体的相互作用归结为电流之间的相互作用,提出了寻找电流元素相互作用规律的基本问题。为了克服孤立电流元件不能直接测量的困难,安培经过周密的理论分析,精心设计了四个示零实验,并得出了结果。但由于安培对电磁作用的超距作用的概念,在理论分析中强加了两个电流元之间的力沿着连线的假设,期望遵守牛顿第三定律,使得结论错误。上面的公式是修改后的结果,抛弃了错误的力是沿着连线的假设。应该从短距离作用的观点来理解,一个电流元件产生磁场,磁场对另一个电流元件施加作用力。