9-الکترومغناطیس
کشف القای الکتریکی توسط فارادی
شکل 7: آزمایش القای مغناطیسی فارادی. هنگامی که کلید S در مدار اولیه بسته می شود، یک جریان لحظه ای در مدار ثانویه جریان می یابد و باعث انحراف گذرا از سوزن قطب نما M می شود.(بیشتر)
فارادی، بزرگترین آزمایشگر الکتریسیته و مغناطیس قرن نوزدهم و یکی از بزرگترین فیزیکدانان تجربی تمام دوران، به مدت 10 سال تلاش کرد تا ثابت کند که آهنربا می تواندالقاء الکتریسیته در سال 1831 او سرانجام با استفاده از دو سیم پیچ در اطراف دو طرف یک حلقه از آهن نرم، موفق شد ( شکل 7 ). اولین سیم پیچ به یک باتری وصل شد. وقتی جریانی از سیم پیچ عبور می کرد، حلقه آهنی مغناطیسی می شد. یک سیم از سیم پیچ دوم به سمت سوزن قطب نما در فاصله یک متری کشیده شد ، به طوری که مستقیماً تحت تأثیر هیچ جریانی در مدار اول قرار نگیرد . هنگامی که اولین مدار روشن شد، فارادی یک انحراف لحظه ای سوزن قطب نما و بازگشت فوری آن به موقعیت اولیه را مشاهده کرد. هنگامی که جریان اولیه قطع شد، انحراف مشابهی در سوزن قطب نما اتفاق افتاد اما در جهت مخالف. با تکیه بر این مشاهدات در آزمایشات دیگر، فارادی نشان داد که تغییرات میدان مغناطیسی اطراف سیم پیچ اول مسئول القای جریان در سیم پیچ دوم است. او همچنین نشان داد که با حرکت آهنربا، روشن و خاموش کردن آهنربای الکتریکی و حتی با حرکت دادن سیم الکتریکی در میدان مغناطیسی زمین ، می توان جریان الکتریکی را القا کرد . در عرض چند ماه، فارادی اولین ژنراتور الکتریکی ، البته ابتدایی را ساخت .
هنری در سال 1830 القای الکتریکی را کاملاً مستقل کشف کرده بود ، اما نتایج او تا زمانی که اخباری از کار فارادی در سال 1831 دریافت کرد منتشر نشد ، و همچنین او این کشف را به طور کامل به اندازه فارادی توسعه نداد. هنری در مقاله خود در ژوئیه 1832 گزارش داد و به درستی تفسیر کردخود القایی . او قوس های الکتریکی بزرگی را از یک هادی مارپیچ بلند در زمانی که از باتری جدا شد تولید کرده بود. وقتی مدار را باز کرد، کاهش سریع جریان باعث ایجاد ولتاژ زیادی بین پایانه باتری و سیم شده بود. با جدا شدن سیم از باتری، جریان برای مدت کوتاهی به شکل یک قوس روشن بین پایانه باتری و سیم به جریان خود ادامه داد.
تفکر فارادی با مفهوم خطوط الکتریکی و مغناطیسی نفوذ کردزور . او تصور کرد که آهنرباها، بارهای الکتریکی و جریان های الکتریکی خطوط نیرو تولید می کنند. هنگامی که او کارت نازکی را که با براده های آهن پوشانده شده بود روی آهنربا گذاشت، می توانست ببیند که براده ها از یک سر آهنربا به سر دیگر زنجیر شده اند. او معتقد بود که این خطوط جهت نیروها را نشان می دهند و جریان الکتریکی همان خطوط نیرو را خواهد داشت. کششی که آنها ایجاد می کنند، جاذبه و دافعه آهنرباها و بارهای الکتریکی را توضیح می دهد. فارادی در اوایل سال 1831 در حالی که روی آزمایش های القایی خود کار می کرد، منحنی های مغناطیسی را تجسم کرده بود. او در یادداشت های خود نوشت: منظور من از منحنی های مغناطیسی خطوطی از نیروهای مغناطیسی است که با براده های آهن نشان داده می شوند. فارادی با این ایده غالب که القاء "در فاصله" اتفاق می افتد، مخالفت کرد. در عوض، او معتقد بود که القا در امتداد خطوط منحنی نیرو به دلیل عمل ذرات به هم پیوسته رخ می دهد . بعداً او توضیح داد که الکتریسیته و مغناطیس از طریق رسانه ای منتقل می شوند که محل "میدان های" الکتریکی یا مغناطیسی است که همه مواد را تا حدی مغناطیسی می کند.
فارادی تنها محققی نبود که اساس سنتز بین الکتریسیته، مغناطیس و سایر حوزههای فیزیک را پایهریزی کرد . در قاره اروپا ، عمدتاً در آلمان ، دانشمندان در حال برقراری ارتباط ریاضی بین الکتریسیته، مغناطیس و اپتیک بودند . کار فیزیکدانان فرانتس ارنست نویمان ، ویلهلم ادوارد وبر و HFE Lenz متعلق به این دوره است. در همان زمان، هلمهولتز و فیزیکدانان انگلیسی ویلیام تامسون (بعدها لرد کلوین) وجیمز پرسکات ژول رابطه بین الکتریسیته و دیگر اشکال انرژی را روشن می کرد . ژول رابطه کمی بین جریان های الکتریکی وگرما در طول دهه 1840 و تئوری اثرات گرمایشی که جریان الکتریسیته در هادی ها را همراهی می کند، فرموله کرد. هلمهولتز، تامسون، هنری،گوستاو کیرشهوف و سر جورج گابریل استوکس نیز نظریه هدایت و انتشار اثرات الکتریکی در هادی ها را گسترش دادند. در سال 1856وبر و همکار آلمانی اش،رودولف کولراوش ، نسبت واحدهای الکتریکی و مغناطیسی را تعیین کرد و دریافت که ابعاد آن با نور برابر است و تقریباً دقیقاً برابر سرعت آن است . در سال 1857 Kirchhoff از این یافته استفاده کرد تا نشان دهد که اختلالات الکتریکی بر روی یک سیم بسیار رسانا با سرعت نور منتشر می شود .