Történelmi előzmények (kiegészítés)
Az elektromos és mágneses jelenségek már az ókori görögök óta ismertek voltak, a középkorban pedig használatba is kerültek (dörzselektromos gépekkel és leydeni palackokkal szikrákat keltettek, valamint acéltűket mágneseztek fel iránytűnek), de a két terület között sokáig csak sejtés szintjén volt kapcsolat. Aztán a hajósok gyakran tapasztalták, hogy amikor a hajóba villám csap, az iránytűk kilendülnek, és a hajón vastárgyak felmágneseződnek. Benjamin Franklin ezen megfigyelések alapján megpróbált felmágnesezni acéltűket úgy, hogy egy feltöltött leydeni palack kisütésekor a keletkező szikra közelébe helyezte őket. Az acéltűk felmágneseződése azonban össze-viszának bizonyult, mind a nagyságára, mind az irányára nézve. Ma már tudjuk, hogy amiatt, mert a kondenzátor kisütése nem egyetlen, egyirányú áramimpulzusból áll, hanem egy nagyfrekvenciás, csillapodó váltóáram (elektromágneses rezgőkör), így a végén maradó (remanens) mágnesezettséget a lecsengés végén lévő áramerősségcsúcsok döntötték el, rendszertelenül. Emiatt a szikra (nagyon gyorsan változó irányú) mágneses mezeje nem tudott eltéríteni egy iránytűt (bár még akkor sem tudott volna, ha a szikra árama végig egy irányba folyt volna (ahogy villámcsapásnál), mert a szikra rövid ideje alatt az iránytű nem tudott volna érdemben elfordulni a tehetetlensége miatt). Villámcsapásnál jiába rövid az időtartamát és jelentős az iránytű forgási tehetetlensége, a villám több tízezer amperes áramerőssége elegendően nagy ezek "legyőzéséhez" is.
1820-ban egy dán fizikus elvégezte a róla elnevezett Ørsted-kísérletet (ejtsd: örszted).
Fogott egy iránytűt, mely a Föld mágneses mezeje hatására beállt észak-déli irányba. Ezután az iránytű fölött kifeszített egy fémdrótot, méghozzá az iránytű által mutatott észak-dél irányban, tehát az iránytűvel párhuzamosan. Amikor erős áramot vezetett a kifesztített drótba, az iránytű elfordult:
A kísérlet fizikatörténeti jelentőségű, mert összekapcsolta az addig külön világnak gondolt elektromos és mágneses jelenségeket, egycsapásra megalkotta az elektromágnességet. Egyébként pedig az egyik legkönnyebben elvégezhető kísérlet, mert elég hozzá egy iránytű, egy (új) ceruzaelem és egy méteres drót.
Az Ørsted-kísérlet részletei (kiegészítés)
Ørsted korábban többször elvégzett egy hasonló kísérletet, de nem sikerült effektust kimutatnia. Ugyanis az volt az elképzelése, hogy az áram mágneses hatása majd az áramfolyás irányába próbálja meg beállítani a közelében lévő iránytűt, tehát az majd a dróttal párhuzamos irányba fog befordulni. Ehhez pedig (hogy a jelenség látványos legyen) az iránytűnek kezdetben a drótra merőlegesen kell állnia. De így nem tapasztalt elfordulást. Aztán 1820 áprilisában egy egyetemi előadás előtt felmerült benne, hogy ki kellene próbálnia párhuzamos kezdeti elrendezéssel is, de akkor csak egy kis, nem túl meggyőző kilendülést tapasztaltak, mert az áramforrása nagyon gyenge volt, a drót pedig vékony, így nagy ellenállású, ami kis áramot engedett át, gyenge mágneses mezőt gerjesztett maga körül, így kicsi volt a forgató hatása. Az előadáson tapasztalt piciny kilendülést nem is publikálta, mert lehetett egyéb effektusoknak is tulajdonítani, például a drót áram miatti felmelegedésétől keletkező légáramlatoknak, vagy az áram bekapcsolásakor keltett apró mechanikai ütésnek. Ugyanis akkoriban még nem volt Ohm-törvény (csak 1827-ben lett), így nem volt világos, melyik anyagú és vastagságú drót lenne alkalmasabb ebben a kísérletben (a jó vezető rézből készült vastag, nem pedig a rossz vezető, ráadásul vékony platinadrót). Ekkoriban elképzelhetőnek tartották, hogy az áram mágneses hatásához a drótot minél jobban fel kell hevíteni, izzítani az árammal, márpedig a vastag rézdrótot a korabeli gyenge galvánelemek nem tudták felizzítani, csak a vékony paltinahuzalt. Majd 3 hónappal később, amikor ideje engedte, épített egy nagyobb, láda méretű galvántelepet, és különféle drótokkal próbálkozva láványosan is sikerült elfordítania (a kezdetben a dróttal párhuzamos) iránytűt.
Felmerülhet a kérdés, hogy ha kezdetben az iránytű a drótra merőleges, attól az áram mágneses mezeje még csak 50% eséllyel akarja pont ilyen irányba beforgatni, másik 50% eséllyel pont ellentétesen, 180 fokkal eltérő irányba akarja. Hogyhogy nem tapasztalt Ørsted soha "átfordulást"? Mert ehhez az áram mágnese mezejének az iránytű helyén erősebbnek kellene lennie a Föld mágneses mezejénél. Márpedig eleinte gyenge galvántelepeket és nagy ellenállású drótokat használt, így a kis áramerősség okozta mágneses mező gyengébb volt a földmágnességnél, ez a mágnese mező pedig "rárakódva" a földmágnességre olyan környezetet teremtett az iránytűnek, hogy az továbbra is stabil egyensúlyi helyzetetben volt. Csupán annyi változott, hogy egy esetleges kitérítés esetén "gyengébben" húzta volna vissza a visszatérítő forgatónyomaték a stabil egyensúlyi helyzetbe, de hát nem keletkezett kitérítő hatás, még az áram mágneses mezejétől sem, hisz az csak csökkentette az eredő mágneses mező nagyságát, de az irányát nem módosította.