Powiązanie efektów magnetycznych z prądem płynącym w obwodzie po raz pierwszy zaproponował w roku 1820 Oersted.

Wcześniej prowadzone badania dotyczące obwodów elektrycznych i prądów w nim płynących pozwoliły na wyjaśnienie wielu zjawisk, nikt natomiast nie łączył magnetyzmu z prądem elektrycznym.

Co ciekawe Oersted swoje eksperymenty rozpoczął w klasie, podczas lekcji o elektryczności.

Doświadczenie przeprowadzone przez naukowca można opisać następująco: Zasadniczymi elementami, wykorzystanymi w eksperymencie był przewodnik z prądem oraz igła magnetyczna. Oersted rozpoczął od takiego ustawienia igły względem przewodnika, że oba elementy znajdowały się w położeniu równoległym względem siebie. Gdy w obwodzie zaczął płynąć prąd igła wychyliła się i zajęła ułożenie prostopadłe względem przewodnika. Po wyłączeniu prądu igła wróciła do pierwotnego, równoległego ułożenia.

Następnie uczony dokonał zmiany kierunku prądu płynącego w przewodniku. Zaobserwował ponowne wychylenie się igły do ustawieni prostopadłego, ale tym razem w kierunku przeciwnym.

Dalsze obserwacje wskazały, że igła wychyla się zawsze w tę samą stronę dla prądów płynących w tym samym kierunku. Okazało się również, że poziom wychylenia zależy od natężenia prądu płynącego w przewodniku. Prądy o małym natężeniu powodują małe wychylenie igły, zaś te o dużym natężeniu powodują jej prawie prostopadłe ustawienie.

Efekt tego doświadczenia byłby taki sam gdyby zamiast przewodnika z prądem nad igłą magnetyczną umieszczono magnes sztabkowy.

Oersted udowodnił, że prąd elektryczny wytwarza pole magnetyczne. Miało to fundamentalne znaczenie dla dalszych badań nad związkiem elektryczności i magnetyzmu.

Oddziaływanie magnetyczne przewodnika, w którym płynie prąd można wzmocnić przez nawinięcie go na rdzeń żelazny. Taka konstrukcja nosi nazwę elektromagnesu. Gdy przez uzwojenie płynie prąd elektryczny to generowane jest pole magnetyczne, które oddziałuje na rdzeń z ferromagnetyka. Na skutek tego następuje namagnesowanie rdzenia. Zjawisko to trwa dotąd dokąd w uzwojeniu płynie prąd. Po jego wyłączeniu zjawiska magnetyczne ustają.

Obecnie elektromagnesy powszechnie wykorzystuje się w konstrukcji wielu urządzeń, I tak występują np. w prądnicach, transformatorach, miernikach elektrycznych czy chociażby w słuchawkach telefonicznych.

Przestrzeń wokół magnesu lub przewodnika z prądem nazywa się polem magnetycznym. Pole magnetyczne charakteryzowane jest przez wektor indukcji magnetycznej. Linie indukcji obrazują jak zmienia się pole magnetyczne w określonym obszarze.

Zwrot wektora indukcji magnetycznej można wyznaczyć stosując tzw. regułę prawej dłoni. Kciuk prawej ręki należy ustawić w taki sposób , żeby wskazywał kierunek płynącego prądu. Pozostałe palce należy ugiąć. Wskażą one wtedy kierunek wektora indukcji. Dla pola magnetycznego charakterystyczne jest to, że linie pola zataczają wokół przewodnika współśrodkowe okręgi.

Jeżeli w takim polu magnetycznym będzie poruszał się ładunek elektryczny z prędkością v to będzie na niego działała siła zwana siłą Lorenza:

gdzie: v - wektor prędkości

B - wektor indukcji magnetycznej (jednostką jest T - tesla)

Za pomocą równania skalarnego można ją zapisać jako:

Wektor siły Lorenza skierowany jest prostopadle do płaszczyzny, w której położone są wektory : prędkości i indukcji magnetycznej. Siła magnetyczna będzie zanikać gdy ładunek zatrzyma się, albo jeśli kąty między wektorami prędkości i indukcji magnetycznej będą równe 0 lub 180 stopni.

Jak już wcześniej wspomniano źródłem pola magnetycznego są także magnesy. Cechą charakterystyczną magnesów są bieguny magnetyczne. Są to takie punkty, gdzie zbiegają się linie pola magnetycznego, którego źródłem jest magnes.

Na każdy magnes składają się dwa bieguny magnetyczne: północny i południowy. W przyrodzie nie stwierdzono istnienia izolowanych biegunów magnetycznych. Oznacza to, że nie występuje ani pojedynczy biegun północny ani południowy. Stanowi to przeciwieństwo do ładunków, które mogą występować pojedynczo.

Czyli dzieląc magnes nawet na malutkie kawałki zawsze uzyskuje się dipol magnetyczny.

Natomiast podobnie jak dla ładunków i dla magnesów istnieje reguła dotycząca wzajemnych oddziaływań. I tak jednoimienne bieguny dwóch magnesów będą się odpychały natomiast bieguny różnoimienne będą się przyciągać.

Początkowo magnesem określano tylko pewne rudy, które mają zdolność oddziaływania na opiłki żelaza. Natomiast obecnie znane są techniki otrzymywania magnesów sztucznych przez namagnesowanie materiałów ferromagnetycznych. Przeważnie spotykane magnesy mają kształt sztaby lub podkowy.

Naturalnym magnesem jest również kula ziemska. Dzięki temu możliwe jest jej oddziaływanie na igłę magnetyczną kompasu. Kąt pod jakim oś geomagnetyczna jest odchylona od osi Ziemi wynosi 11.5 stopnia.

Wartość natężenia pola magnetycznego jest inna na równiku i inna na biegunach magnetycznych. Na równiku wynosi 31 a na biegunach 65 (mikrotesli).