Faraday dan Elektromagnetisme

Pada 1791, ahli anatomi Italia Luigi Galvani (1737-98) secara tidak sengaja menemukan bahwa otot katak yang dibedah berkontraksi jika disentuh secara bersamaan dengan probe kuningan dan besi. Fisikawan Italia Alessandro Volta (1745-1827) mengaitkan efek ini dengan kontak dua logam yang berbeda.

Pada tahun 1800, dalam sepucuk surat kepada Presiden Royal Society, Joseph Banks (1743-1820), Volta mengumumkan pembuatan alat yang mampu menghasilkan arus listrik searah. Inilah yang disebut Sebuah "tiang volta" yang terdiri dari cakram seng dan tembaga bergantian yang dipisahkan oleh pembagi karton yang direndam dalam air garam.

Para ilmuwan segera menyadari pentingnya penemuan ini. Segera orang Inggris Humphrey Davy (1778-1829) mengembangkan "pilar" yang lebih kuat yang disebut baterai galvanik, yang memungkinkannya untuk pertama kali mengisolasi sejumlah unsur kimia: natrium, kalium, magnesium, kalsium, strontium, dan barium. Pada tahun 1813, Davy menerima seorang pemuda bernama Michael Faraday sebagai asisten di Royal Institution.

Faraday, putra seorang pandai besi yang malang, lahir pada tanggal 22 September 1791 di Newington, Surrey.Dia hanya berhasil mengenyam pendidikan dasar dan pada usia 14 tahun magang di salah satu penjilid buku London. Profesi penjilid buku memberi kesempatan kepada pemuda itu untuk membaca buku-buku yang melewati tangannya. Faraday sangat terkesan dengan artikel tentang listrik di Encyclopedia Britannica. Pada tahun 1810 ia bergabung dengan masyarakat filosofis kota, yang memungkinkannya mendengarkan ceramah dan melakukan eksperimen.

Saat masa magangnya berakhir pada tahun 1812, Faraday meninggalkan karirnya sebagai penjilid buku. Davy yang buta sementara akibat ledakan di lab, menjadikannya asistennya. Pada tahun 1813-15 Davy membawanya dalam perjalanan ke Prancis dan Italia, di mana mereka bertemu dengan banyak ilmuwan terkemuka, termasuk Volta dan Ampère.

Listrik dan magnet

Pada tahun 1820, fisikawan Denmark Hans Oersted (1777-1851) menemukan bahwa arus listrik yang mengalir melalui kawat membelokkan jarum kompas. Penemuan ini membangkitkan minat yang besar, dan segera di Paris Andre Ampere (1775-1836), melihat demonstrasi eksperimen ini yang dilakukan oleh rekan senegaranya François Arago (1786-1853), mulai menciptakan teori dasar elektromagnetisme.

Ampere menemukan bahwa kabel yang membawa arus dalam arah yang sama menarik, kabel yang membawa arus berlawanan menolak, dan gulungan kawat tempat arus mengalir (ia menyebutnya solenoida) berperilaku seperti magnet. Dia juga mengusulkan penggunaan defleksi jarum magnet di dekatnya untuk mengukur besarnya arus—sebuah gagasan yang segera mengarah pada penemuan galvanometer.

Pada saat itu, Faraday mengungkapkan gagasan bahwa garis gaya tertutup terbentuk di sekitar konduktor pembawa arus. Pada Oktober 1821ia menciptakan perangkat yang mendemonstrasikan rotasi magnet di sekitar kabel pembawa arus atau kabel di sekitar magnet stasioner. Ini adalah konversi pertama energi listrik menjadi energi mekanik.

Generasi saat ini
Tanpa menghentikan penelitian kimia, Faraday menemukan bagaimana arus listrik dapat dibuat dengan menggunakan medan magnet. Dia membuat penemuan ini pada Agustus 1831 hampir secara tidak sengaja.

Mencoba untuk menemukan hubungan antara medan magnet dan arus listrik, dia melilitkan dua kumparan di sekitar batang besi, kemudian menghubungkan salah satunya ke baterai untuk menciptakan medan magnet, dan menutup yang lain melalui galvanometer. kumparan pertama, tidak terjadi apa-apa, tetapi Faraday memperhatikan bahwa jarum galvanometer berkedut saat arus muncul atau menghilang pada kumparan pertama. Dia menyimpulkan bahwa arus menyebabkan perubahan medan magnet.

Pada tahun 1824, Arago memperhatikan bahwa putaran piringan tembaga membelokkan jarum kompas yang terletak di atasnya. Alasan untuk efek ini tidak diketahui. Faraday percaya bahwa rotasi piringan dalam medan magnet menyebabkan arus listrik dihasilkan di dalamnya, yang pada gilirannya menciptakan medan magnet yang membelokkan jarum.

Pada bulan Oktober 1831, dia membuat perangkat serupa di mana piringan tembaga diputar di antara kutub magnet tapal kuda.

Bagian tengah dan tepi piringan dihubungkan ke galvanometer yang menunjukkan aliran arus searah. Tiga bulan setelah penemuan ini, Faraday menemukan trafo dan generator listrik, yang desainnya tidak berubah secara radikal hingga saat ini.

Hukum elektrolisis

Faraday mampu menerapkan pengetahuannya tentang kelistrikan pada kimia dengan merumuskan hukum dasar elektrolisis.Dia memperkenalkan istilah "anoda", "katoda", "kation", "elektroda" dan "elektrolit" ke dalam penggunaan ilmiah. Setelah mempelajari pelepasan elektrostatis, dia menunjukkan bahwa itu mewakili arus listrik yang berumur pendek.

Pada tahun 1839, kesehatan Faraday memburuk dan dia menghentikan pekerjaan penelitian, tetapi pada tahun 1845 dia melanjutkannya, karena tertarik pada efek medan magnet pada cahaya terpolarisasi. Dia menemukan bahwa elektromagnet yang kuat dapat digunakan untuk memutar bidang polarisasi. Ini membuatnya menciptakan teori elektromagnetik cahaya, yang kemudian dirumuskan dalam bentuk matematis oleh James Clerk Maxwell (1831-79).

Faraday berhenti bekerja di Royal Institution pada tahun 1862, setelah itu dia tinggal menyendiri di kamar yang diberikan kepadanya oleh Ratu Victoria di Istana Hampton Court, di mana dia meninggal pada tanggal 25 Agustus 1867.