اگر یک سیم به صورت سیمپیچ پیچیده شود، یک میدان مغناطیسی ایستا اطراف خود تولید میکند که بسیار بزرگتر از میدان مغناطیسی تک سیم است و یک آهنربای میلهای با قطب شمال و جنوب معین ایجاد میکند.
شار مغناطیسی ایجادشده اطراف سیمپیچ متناسب با مقدار جریان درون سیمپیچ است. اگر تعداد پیچشهای یک سیمپیچ مشابه با جریان یکسان را افزایش دهیم، قدرت میدان مغناطیسی ایستا افزایش خواهد یافت.
بنابراین، قدرت میدان مغناطیسی یک سیمپیچ با آمپر-دور سیمپیچ تعیین میشود. با افزایش تعداد دورها، قدرت میدان مغناطیسی اطراف سیم پیچ بزرگتر میشود.
اما اگر جریان الکتریکی عبوری از سیمپیچ را قطع کنیم و یک آهنربای میلهای به جای یک هسته توخالی قرار دهیم با حرکت دادن آهنربای میلهای به «درون» و «بیرون» سیمپیچ و با حرکت فیزیکی شار مغناطیسی درون آن یک جریان القا خواهدشد.
همچنین، اگر آهنربای میلهای را ثابت نگه داریم و سیمپیچ را درون میدان مغناطیسی عقب و جلو کنیم، یک جریان الکتریکی در سیمپیچ القا خواهدشد. پس با حرکت دادن سیم پیچ یا تغییر میدان مغناطیسی، میتوانیم یک ولتاژ و جریان درون سیمپیچ القا کنیم، این فرآیند بهعنوان القای الکترومغناطیسی شناخته میشود و اساس عملکرد ترانسفورماتورها، موتورها و مولدها است.
القای الکترومغناطیسی ابتدا توسط مایکل فارادی در سال 1830 کشف شد. فارادی متوجه شد با حرکت دادن یک آهنربای دایمی درون و بیرون یک سیمپیچ یا یک حلقه سیم، یک نیروی محرک الکتریکی (Electromotive Force) یا emf در آن القا شد، بهعبارت دیگر یک ولتاژ، و بنابراین یک جریان تولید شد.
بنابراین آنچه مایکل فارادی کشف کرد راهی برای تولید جریان الکتریکی درون یک مدار نه با باتریها بلکه تنها با استفاده از یک نیروی مغناطیسی بود. این کشف منجر به یک قانون بسیار مهم در رابطه با الکتریسیته و مغناطیس یعنی قانون القای الکترومغناطیسی فارادی شد. این قانون چگونه کار میکند؟
وقتی آهنربای نشان دادهشده در شکل زیر به «سمت» سیمپیچ حرکت دادهشود، نشانگر یا عقربه گالوانومتر، که اساسا یک آمپرسنج با سیمپیچ متحرک مرکز صفر بسیار حساس است، از مرکز خود تنها در یک جهت منحرف می شود. با توقف حرکت آهنربا و ثابت شدن آن نسبت به سیمپیچ، عقربه گالوانومتر به صفر باز میگردد زیرا میدان مغناطیسی هیچ حرکت فیزیکی ندارد.
همچنین، وقتی آهنربا در جهت دیگر از سیمپیچ «دور» میشود، عقربه گالوانومتر در جهت مخالف نسبت به جهت اول منحرف شده که یک تغییر در قطبیت را نشان میدهد. پس با حرکت آهنربا به جلو و عقب نسبت به سیمپیچ، با توجه به حرکت جهتدار آهنربا عقربه گالوانومتر به چپ یا راست، مثبت یا منفی منحرف خواهدشد.