แม่เหล็กไฟฟ้า

สนามแม่เหล็กเกิดจากประจุที่เคลื่อนที่ (กระแสไฟฟ้า) เส้นสนามแม่เหล็กรอบเส้นลวดตรงที่มีกระแสไหลจะเป็นวงกลมรอบเส้นลวด ทิศทางหาได้จากกฎมือขวา: กำมือขวาโดยให้นิ้วโป้งชี้ตามทิศกระแส นิ้วที่กำจะชี้ทิศสนามแม่เหล็ก

สนามแม่เหล็กเป็นปริมาณเวกเตอร์ หน่วยเป็นเทสลา (T)

ประจุ q ที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว v ผ่านสนามแม่เหล็ก B จะถูกแรงกระทำ F = qvB sinθ โดย θ คือมุมระหว่างทิศความเร็วกับทิศสนามแม่เหล็ก

แรงนี้มีทิศตั้งฉากกับทั้งความเร็วและสนามแม่เหล็กเสมอ หาทิศได้จากกฎมือขวา (สำหรับประจุบวก): ชี้นิ้วทั้งสี่ตามทิศ v แล้วหมุนเข้าหาทิศ B นิ้วโป้งจะชี้ทิศแรง F (ถ้าเป็นประจุลบ ทิศแรงจะกลับด้าน)

เพราะแรงตั้งฉากกับความเร็วเสมอ แรงนี้จึงไม่ทำงานกับประจุ (ไม่เปลี่ยนขนาดความเร็ว) เปลี่ยนแค่ทิศทาง ทำให้ประจุเคลื่อนที่เป็นวงกลมหรือเกลียวในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ

เส้นลวดยาว L ที่มีกระแส I ไหลผ่าน วางอยู่ในสนามแม่เหล็ก B จะถูกแรงกระทำ F = BIL sinθ โดย θ คือมุมระหว่างทิศกระแสกับทิศสนามแม่เหล็ก

ทิศของแรงหาได้จากกฎมือขวาเช่นเดียวกับแรงลอเรนซ์ (เพราะกระแสคือการเคลื่อนที่รวมของประจุบวก) — หลักการนี้เป็นพื้นฐานการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้า ที่ใช้แรงนี้หมุนขดลวดในสนามแม่เหล็ก

เมื่อฟลักซ์แม่เหล็ก (Φ) ที่ผ่านขดลวดเปลี่ยนแปลง จะเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (EMF) ขึ้นในขดลวดนั้น ตามกฎของฟาราเดย์ EMF = −N(ΔΦ/Δt) โดย N คือจำนวนรอบของขดลวด

เครื่องหมายลบในสมการคือกฎของเลนซ์: ทิศของกระแสเหนี่ยวนำจะเป็นไปในทางที่ต้านการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กที่ทำให้เกิดมันขึ้น — ถ้าฟลักซ์กำลังเพิ่มขึ้น กระแสเหนี่ยวนำจะสร้างสนามแม่เหล็กต้านการเพิ่มนั้น และในทางกลับกัน

กฎของเลนซ์เป็นผลจากกฎการอนุรักษ์พลังงาน — ถ้ากระแสเหนี่ยวนำช่วยเสริมการเปลี่ยนแปลงแทนที่จะต้าน พลังงานจะเพิ่มขึ้นเองโดยไม่มีแหล่งมา ซึ่งขัดกับกฎอนุรักษ์พลังงาน