1820年的一天，丹麥科學家漢斯·克裏斯琴·奧斯特正在哥本哈根大學給學生講課。課堂上，他將演示通電導線。
當電流接通時，導線附近的一個指南針動了一下，並改變了指向。
他大吃一驚，感覺是不是實驗裝置中的某些部件出了毛病。奧斯特作了進一步的研究，他在導線周圍放置了好幾個指南針，發現隻要一接通電源，指南針的指針會環繞導線排成一個圓圈。
奧斯特的這一發現揭示了電和磁之間的聯係。它們之間究竟有怎樣的聯係？為了搞清這個問題，我們必須先學習電流知識。
我們已經知道，所有物質內部都含有電子和質子，電子和質子都帶有電荷（eleetriccharge）。電子帶負電荷，質子帶正電荷。
電荷通過導線或其他導體時，就產生了電流。電流（electriccurrent）是電荷在導體中的流動。單位時間內通過導線的電量就是電流強度。電流的單位是安培（A），這是以科學家安培的名字命名的，常常被簡寫為“安”。電流的大小告訴我們每秒鍾通過某一處電量的多少。
那麼，電荷運動跟磁現象究竟有什麼關係呢？電流產生磁場。由直線電流所產生的磁感線是以導線為圓心排列的同心圓。電流的方向決定了磁場的方向。如果電流方向反向，磁場方向也隨著反向。
安培做了大量的實驗，研究電和磁現象。他假設所有的磁現象都是由環形電流產生的。例如，原子中電子的圓周運動，使原子成為小磁體。現代科學已經證明，安培的假設是正確的，即所有的磁現象都是由電荷的運動引起的。
電流不會自動在所有的導線中流動，電流隻在電路中流動。電路（electriccircuit）是電荷能夠流動的閉合通路。所有的電器，無論是電烤箱、收音機，還是電吉他、電視機，都有電路。
所有的電路具有相同的基本特征。第一，有提供電能的電源。電源是電路工作的動力。第二，必須有用電器。收音機、計算機、燈泡和電冰箱都能將電能轉化成其他形式的能。例如，燈泡可以將電能轉化為光能（發出光）和熱能（放出熱）。第三，用導線和開關連接。為了使電路更形象，你可以畫一個電路圖。
電流能通過金屬導線。電流也能通過塑料或紙張嗎？不能，並非每一種物質都能通過電流。
電流能自由通過的材料叫導體（conductor）。像銅、銀、鐵和鋁等金屬都是導體。在金屬導線中，一些電子可自由地在原子間移動，這些電子叫自由電子。當這些電子定向移動通過導線時，就形成電流。
你是否產生這樣的疑問：為什麼一閉合開關，電燈就亮起來？電子怎麼會那麼快就從電力公司到達你的電燈呢？其實，在你閉合開關時，電力公司並沒有產生電子並送到你處，電子存在於組成電路的所有導線中。當你閉合開關時，導線一端的自由電子就被拉過來，導線另一端的自由電子被推過去，因此，隻要電路一接通，就有電子持續不斷地在電路中流動。
絕緣體（insulator）與導體不同，電荷不能在其中自由流動。絕緣體中的電子被緊緊地束縛在原子中，不能自由移動。橡皮、玻璃、沙、塑料和幹木材都是絕緣體。
電荷通過一個電路時，必定通過電阻器。電阻器（resistor）阻礙電荷流動，就要消耗電能。導體對電荷運動的阻礙作用，叫做電阻（resistance）。
一種材料的電阻取決於該材料的原子結構。設想我們要穿過一個有人的房間。如果房間裏的人很少，你就可以很容易地通過，不撞到任何人。如果房間裏擠著很多人，你就會撞到別人。與此類似，一個電子移動時會撞到材料中的其他粒子。每一次碰撞，都使電子的一些能量轉化成熱能（可感覺到熱）或光能（可看到光）。碰撞越多，電子能量轉化成其他能就越多。
托馬斯·愛迪生研製燈絲時就利用了電阻。愛迪生用許多材料做實驗，他要找的材料，必須既能導電，又有足夠大的電阻，以便通電時能熱起來並發光。愛迪生試驗過棉線、銅絲、蠶絲、碎玉米殼，甚至頭發。直到他用竹片燒成的炭做實驗，才取得成功。最後，他用鎢絲取代了竹炭。金屬鎢能產生足夠的熱並發光，而本身不會熔化。
科學家已經發現，一些材料在極低溫度下可變成超導體。超導體（superconductor）是一種沒有電阻的材料。超導體與普通導體有非常大的不同。由於沒有電阻，電流通過超導體時，就沒有能量的損失。利用超導體製成的導線可以降低電能的損耗，提高電能的利用率。但超導體作為磁體的應用卻受到限製，因為強磁場會破壞物質的超導性，使它重新變成普通導體。
超導體的最大問題是需要非常低的溫度。現在已經發現一些新的材料，在相對較高的溫度下也能變成超導體。目前，科學工作者正在研製實用的超導體。