Fin dal 1600 i fenomeni di attrazione e repulsione
magnetica venivano considerati di natura diversa rispetto a
quelli elettrici. Tuttavia, Hans Christian Oersted
(1777-1851), professore al politecnico di Copenaghen,
è convinto che un legame tra questi fenomeni esista, in
quanto ritiene, per ragioni filosofiche probabilmente
riconducibili a Kant, che tutte le forze della natura
debbano essere in qualche modo collegate.
Oersted illustra i suoi
esperimenti
(da una stampa dell’epoca)
Oersted ottiene per la prima volta la conferma della
relazione tra magnetismo ed elettricità nel 1819,
illustrando ai suoi studenti un esperimento improvvisato: un
ago magnetico viene deviato dalla corrente elettrica che
circola in un filo collegato ai poli della pila di Volta.
Quando i vincoli lo permettono, l’ago tende a disporsi
tangenzialmente a una circonferenza che giaccia in un piano
perpendicolare al filo e con centro nel filo stesso.
L’orientamento dell’ago si inverte quando viene
invertito il verso di percorrenza della corrente nel
filo. Il campo magnetico ha natura vettoriale ed è
quidi caratterizzato in ogni punto da una direzione e un verso:
nel caso d'un filo rettilineo infinito la direzione risulta
perpendicolare al piano contenete il filo e una retta qualunque
congiungente il filo e il punto. Il verso è tale che se la
corrente è entrante l'induzione è orientata in senso
orario.
Un filo infinito rappresenta però una condizione
asintotica ottenibile sperimentalmente utilizzando un filo
molto lungo e considerando il campo lontano dagli estremi.
Nel 1820, J. B. Biot e F. Savart determinano come la
forza scoperta da Oersted dipenda dalla distanza tra filo e
magnete.
André Marie
Ampère
il campo magnetico è quindi direttamente
proporzionale all'intensità di corrente e inversamente
proporzionale alla distanza d del punto in considerazione dal
filo.
Nello stesso anno, a Parigi, André
Marie Ampère (1775-1836) illustra
l’esistenza di altre forze, messe in luce dai suoi
esperimenti, oltre a quella trovata da Oersted: la forza
esercitata dal magnete sulla corrente, coerentemente col
principio di azione e reazione, e forze di tipo nuovo, ovvero
“…attrazioni e repulsioni che io ritengo di
avere scoperto per primo e che ho chiamato attrazioni e
repulsioni delle correnti elettriche, per distinguerle dalle
attrazioni ordinarie”.Anziché avvicinare
alla spira mobile un magnete, Ampère le accosta una
Tavola tratta dalle Opere
di Ampère
illustrante i “fenomeni
elettrodinamici”
seconda spira, anch’essa percorsa da corrente,
constatando che quando le correnti sono percorse nello stesso
senso le spire si attirano e, viceversa, le spire si respingono
se le correnti scorrono in versi opposti: si tratta della
legge fisica che ancor oggi porta il nome di Ampère.
Nel 1826 Georg Simon Ohm
(1789-1854) dimostrerà che vi è
proporzionalità diretta tra la tensione ai capi di un filo
conduttore e la corrente che vi scorre ; tuttavia per oltre
dieci anni
Apparecchio di Ampère
per la misura delle forze tra le
correnti
questo risultato non ottiene affatto la diffusione che
merita e solo verso il 1840 James Prescott Joule (1818-1889) studierà le cause
dell’aumento di temperatura che si verifica in un
conduttore percorso da corrente e misurerà tale
effetto termico, formulando la
legge che descrive l’aumento di energia interna
prodotto dal passaggio di corrente elettrica .