Týdenní vědecký článek: Proč vodič, kterým protéká proud, generuje magnetické pole?

Vodič, kterým protéká proud, generuje kolem sebe magnetické pole – základní fyzikální jev, který poprvé přesvědčivě demonstroval dánský fyzik Hans Christian Oersted v roce 1820. V jeho klasickém experimentu se při průchodu elektrického proudu vodičem vychýlila rovnoběžná střelka kompasu umístěná pod ním. To přímo dokázalo magnetický účinek elektrického proudu, potvrdilo vnitřní spojení mezi elektřinou a magnetismem a zahájilo novou éru výzkumu elektromagnetismu.

Z mikroskopického hlediska vzniká magnetické pole pohybem elektrických nábojů. Když vodičem protéká proud, směrový drift volných elektronů v něm vytváří tento proud. Podle principů elektromagnetismu... Každý pohybující se náboj generuje kolem sebe magnetické pole. Přestože je drát celkově elektricky neutrální, malá magnetická pole vytvářená obrovským počtem elektronů pohybujících se ve stejném směru... konstruktivně překrývat v prostoru vně vodiče, čímž vzniká detekovatelné makroskopické magnetické pole. Jeho síla je přímo úměrná velikosti proudu a nepřímo úměrná vzdálenosti, zatímco jeho rozložení závisí na geometrii vodiče (přímý drát, smyčka, solenoid atd.).

V rámci velkého rámce elektromagnetické teorie, kterou zavedl James Clerk Maxwell, je jev generování magnetického pole vodičem protékajícím proudem dokonale začleněn do jeho rovnic. Konkrétně Ampère-Maxwellův zákon uvádí, že magnetické pole může být vytvářeno nejen vodivým proudem (proudem ve vodiči), ale také proměnlivým elektrickým polem. Tento zákon je ústředním bodem pro popis časově proměnných elektromagnetických polí. Sjednocuje a povyšuje objevy Oersteda a Ampèra a odhaluje, že elektrické a magnetické pole jsou dva neoddělitelné aspekty stejného elektromagnetického pole: proměnlivé elektrické pole generuje magnetické pole a proměnlivé magnetické pole generuje elektrické pole. Vzájemně se indukují a vznikají elektromagnetické vlny.