如果现在问大家一个问题：电与磁有关系吗？相信大家都会回答电和磁之间是有联系的，电能生磁，磁也能生电，但是在100多年前，这个简单的问题却没有正确的答案，人们总是认为电和磁是互不相关、完全不同的两码事，对它们的研究也是分别进行的。
是谁最先发现电与磁之间存在联系的呢？这个人就是著名物理学家奥斯特。奥斯特是丹麦人，从小聪明好学，小学和中学的成绩都很突出。1794年，奥斯特以优异的成绩考入哥本哈根大学学习，后来便成为这所著名大学的物理学教授。
奥斯特对电和磁的关系很感兴趣。在他之前，美国科学家富兰克林曾做过莱顿瓶放电实验，结果放电电流把焊条磁化了。这一实验使奥斯特认定电磁转化是很有可能的，所以一直想找到能证明这种转化的方法。1820年4月的一天，奥斯特在一次讲演快结束的时候，抱着试试看的心理又做了一次实验。他把一条非常细的铂导线放在一根用玻璃罩罩着的小磁针上方，接通电源的瞬间，磁针跳动了一下，这一跳使醉心于研究的奥斯特喜出望外，竟激动得在讲台上摔了一跤。以后的两个月里，奥斯特闭门不出，设计了几十个不同的实验，这些实验都证实了通电导线周围存在磁场。同年7月，奥斯特发表了《关于磁体周围电冲突的实验》论文，向学术界宣布了电流的磁效应，他的实验将整个物理界振动了。
但是，当时有些人却认为奥斯特的发现没有什么了不起，是“偶然碰上的事件”。事实上，在获得这个新发现之前，奥斯特对电和磁的统一性已经研究了十几年，一直在设法证实电和磁的联系，所以奥斯特发现电能生磁不完全是机遇在起作用，而是偶然中的必然，正如巴斯德的那句名言：“在观察的领域里，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”
利用磁场对电流的作用，可以使通电导体运动，把电能变成机械能，电动机就是根据这一原理制成的。这里我们再介绍一下电磁炮和电磁船。
早在20世纪初，有人提出了用磁场对电流的作用力发射炮弹的想法。一些国家相继进行实验和试制，但收效甚微，主要原因是发射速度太小或者能发射的炮弹太轻，因此远远不能与常规大炮相比。
美国西屋公司从20世纪50年代开始研究电磁炮，经过不断努力，终于在1980年造出一门实验型电磁炮。这门电磁炮炮身长10米、重约3吨，有两根长长的、互相平行的铜制轨道作为发射架，发射架放在磁场中，两轨道之间安装有炮弹。当接通电源时，几十万安培的电流从一条轨道经炮弹流向另一条轨道，通电炮弹在磁场中受到巨大的作用力，从而使质量为300克的炮弹以4000米／秒的速度发射出去。目前，日本研制的电磁炮发射速度已达到7000米／秒，不过仍处于试验研究阶段，还不能在战场上使用。
电磁具有初速大、射程远、命中率高等优点。它既可以发射炮弹击毁远距离目标，也可以向宇宙空间发射卫星和飞船。有的科学家认为，在未来的航空航天事业中，电磁力发射将代替传统的喷气发射。
电磁船也是利用电磁作用，把电能变成机械能，推动船体运动的。在船壳的底部装有流过海水的管子，管子的外面安装着由超导线圈构成的电磁体和产生电场的一对电极。当电极通电时，从管中流过的海水形成强大的电流，海水电流在磁场中受到很大的作用力，就以极高的速度从船尾喷射出去，推动船前进。据研究人员推测，载重量为10000吨的电磁船的航速有可能达到100海里／时。
美国和日本都进行过电磁船的试验。1976年，日本神户商船大学的科学家先后制成了两艘电磁船模型。根据对这两艘船试验结果的分析，他们设计出一艘代号为ST－4000B的载重量为4000吨的超导电磁破冰船。不过由于目前超导技术在实际应用中还有很大困难，所以这一设计要变成现实还需要一段时间。可以相信，随着科技的不断发展，具有实用价值的各种电磁船将逐渐问世，并驶向五湖四海。
说到火车，想必大家都很熟悉，它有着巨龙似的车身、飞转着的车轮、风驰电掣般在铁路线上奔驰的雄姿。
自从火车诞生以来，虽然它经历了蒸汽机车、内燃机车和电力机车几次重大的改革，但是火车的轮子总是存在着。由于火车车轮和铁轨之间存在摩擦，因而限制了火车速度的提高。一般来说，火车的运行速度最高只能达到350千米／小时。
怎样才能进一步提高火车的运行速度呢？从20世纪60年代起，人们开始研制一种没有轮子的火车——磁悬浮列车。这种列车是利用特殊装置使铁轨与列车呈同性磁极，由于同性磁极相互推斥，利用这个推斥力将车身托起，使车悬浮于铁轨之上约10厘米，另外再利用特殊装置产生一种能使列车前进的牵引力。当列车运行时，摩擦力就可减小到最小程度，这样列车的运行速度将大大提高。
目前，日本研制的最新式磁悬浮列车长22米，宽3米，高3.7米，有44个座位。整个列车做成倒着的凹形，像一艘倒扣着的轮船，铁轨做成凸字形。运行时，列车稳稳当当地“飘浮”在铁轨上向前飞奔，它的运行速度高达500千米／小时，是普通列车的5～6倍。如果乘坐这样的列车从北京到广州只要3个多小时就可到达。
磁悬浮列车不仅速度快，而且振动小，噪声小，没有脱轨倾覆的危险，因此是一种舒适又快速的十分理想的交通工具。
人类的“电磁眼”
雷达是利用电磁波来探测物体位置的一种设备，可以说是人类的“电磁眼”。
大家知道，声波能够被反射，回声就是声波被反射引起的。光线照射到镜面上，也能被镜面反射。同样，当电磁波在传播途中遇到障碍物时，也能被反射回来。雷达就是利用电磁波的这个特性工作的。
雷达有一个特制的可转动的半球面形天线。它不仅能发射电磁波，还能够接收电磁波。光线向一定方向发射不连续的电磁波时，每次发射持续的时间为1/1000000秒，两次发射间隔的时间大约是发射时间的100倍。这样，发射出去的电磁波如果遇到障碍物，马上就被反射回来，并被光线接收到，指示仪器就可以判别出前面有飞机或舰艇之类的障碍物。
怎样才能确定障碍物的位置呢？由于电磁波的传播速度为光速c，测出从发射电磁波到收到反射电磁波的时间为t，就可以根据公式
s＝c·（t／2）来确定障碍物的距离，再根据反射天线的方向和仰角就能够确定障碍物的位置了。实际上，这一切都是由雷达指示器的荧光屏和仪表直接显示出来的，使用极其方便。
雷达可以用来探测飞机、军舰、导弹及其他军事目标，是重要的军事设施。雷达装在轮船上，即使在黑夜和浓雾中也能清楚地“看到”每一块礁石、每一片岛屿、每一个浮标，测出附近船只的距离、航向和航速，确保轮船航行的顺利与安全。
装在机场控制塔里的雷达，能方便地知道飞机的高度、距离和方位，“引导”飞机驾驶员操纵飞机安全着陆。
此外，用雷达还可以探测台风和暴雨，研究宇宙间星体的运动。交通管理人员手拿雷达测速器，可以方便地测出汽车是否超速，以保证交通运输的安全等等。
电学研究的内容主要包括静电、静磁、电磁场、电路、电磁效应和电磁测量。
静电学是研究静止电荷产生电场及电场对电荷作用规律的学科。电荷只有两种，即正电和负电，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，电荷遵从电荷守恒定律。电荷可以从一个物体转移到另一个物体，任何物理过程中电荷的代数和保持不变。所谓带电，不过是正负电荷的分离或转移；所谓电荷消失，不过是正负电荷的中和。
静止电荷之间的相互作用力符合库仑定律：在真空中两个静止点电荷之间作用力的大小与它们的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。作用力的方向沿着它们之间的联线运行，同种电荷相斥，异种电荷相吸。
电荷之间的相互作用力是通过电荷产生的电场相互作用的。电荷产生的电场用电场强度来描述。空间某一点的电场强度用正的单位试探电荷在该点所受的电场力来定义，电场强度遵从场强叠加原理。
通常的物质，按其导电性能的不同可分两种情况：导体和绝缘体。导体体内存在可运动的自由电荷，绝缘体又称为电介质，体内只有束缚电荷。
在电场的作用下，导体内的自由电荷将产生移动。当导体的成分和温度均匀时，达到静电平衡的条件是导体内部的电场强度处处等于零。根据这一条件，可导出导体静电平衡的若干性质。
静磁学是研究电流稳恒时产生磁场以及磁场对电流作用力的学科。
电荷的定向流动形成电流。电流之间存在磁的相互作用，这种磁相互作用是通过磁场传递的，即电流在其周围的空间产生磁场，磁场对放置其中的电流施以作用力。电流产生的磁场用磁感应强度描述。
电磁场是研究随时间变化下的电磁现象和规律的学科。
当穿过闭合导体线圈的磁通量发生变化时，线圈上产生感应电流，感应电流的方向可由楞次定律确定。闭合线圈中的感应电流是感应电动势推动的结果，感应电动势遵从法拉第定律：闭合线圈上的感应电动势的大小总是与穿过线圈的磁通量的时间变化率成正比。
麦克斯韦方程组描述了电磁场普遍遵从的规律。它同物质的介质方程、洛伦兹力公式以及电荷守恒定律结合起来，原则上可以解决各种宏观电动力学问题。
根据麦克斯韦方程组导出的一个重要结果是存在电磁波。变化的电磁场以电磁波的形式传播，电磁波在真空中的传播速度等于光速。由此也说明光也是电磁波的一种，因而光的波动理论纳入了电磁理论的范畴。
电路包括直流电路和交流电路，对电路的研究是电学的组成部分。直流电路研究电流稳恒条件下的电路定律和性质；交流电路研究电流周期性变化条件下的电路定律和性质。
直流电路由导体联结而成，导体有一定的电阻。稳恒条件下电流不随时间变化，电场亦不随时间变化。
根据稳恒时电场的性质、导电基本规律和电动势概念，可导出直流电路的各个实用定律：欧姆定律、基尔霍夫电路定律以及一些解决复杂电路的有效而简便的定理，如等效电源定理、叠加定理、倒易定理、对偶定理等，这些实用定律和定理构成电路计算的理论基础。
交流电路比直流电路复杂得多，电流随时间的变化引起空间电场和磁场的变化，因此存在电磁感应和位移电流，存在电磁波。
