הקשר בין חשמל ומגנטיות

מגנטיות וחשמל כרוכים במשיכה ודחייה בין חלקיקים טעונים לבין הכוחות שמפעילים מטענים אלה. האינטראקציה בין מגנטיות לחשמל נקראת אלקטרומגנטיות. תנועת מגנט יכולה לייצר חשמל. זרם החשמל יכול לייצר שדה מגנטי.

מגנטיות גורמת למחט מצפן לכוון צפונה, אלא אם כן היא נמצאת בנוכחות שדה מגנטי אחר. בשנת 1820, האנס כריסטיאן אורסטד הבחין כי מחט מצפן אינה מכוונת צפונה כשהוא אוחז בה ליד זרם חשמלי שזורם דרך חוט. לאחר ניסויים נוספים הוא הגיע למסקנה שהזרם החשמלי בחוט מייצר שדה מגנטי.

זרם חשמלי הזורם דרך לולאת חוט אחת אינו מייצר שדה מגנטי חזק מאוד. סליל חוט העובר לולאה פעמים רבות יוצר שדה מגנטי חזק יותר. הצבת מוט ברזל בתוך סליל התיל הופכת אלקטרומגנט לחזק פי מאות מהסליל בלבד.

כאשר זרם חשמלי זורם דרך לולאה או סליל חוט, המונח בין שני הקטבים של אלקטרומגנט, האלקטרומגנט מפעיל כוח מגנטי על החוט וגורם לו להסתובב. סיבוב החוט מפעיל את המנוע. כאשר החוט מסתובב, הזרם החשמלי משנה כיוונים. השינוי המתמשך בכיוון הזרם שומר על פעולת המנוע.

יחד, שדות מגנטיים וזרם חשמלי יוצרים גלים המכונים קרינה אלקטרומגנטית. חלק אחד של גל נושא שדה חשמלי חזק, ואילו שדה מגנטי נמצא בחלק אחר של הגל. כאשר זרם חשמלי נחלש הוא מייצר שדה מגנטי. כאשר השדה המגנטי נחלש הוא מייצר שדה חשמלי. אור גלוי, גלי רדיו וצילומי רנטגן הם דוגמאות לקרינה אלקטרומגנטית.