Bei elektromagnetischer Induktion wird in einem Leiter aufgrund eines sich ändernden äußeren Magnetfelds ein Strom induziert. Dies ist eine Folge der magnetischen Kraft auf die freien Elektronen im Material. Die Größe der Kraft hängt davon ab, wie schnell sich das Magnetfeld ändert. Wenn dies das Ergebnis eines sich bewegenden Magneten ist, ist die Kraft proportional zur Geschwindigkeit des Magneten. Stationäre oder konstante Magnetfelder induzieren keinen Strom.
Wenn ein elektrischer Strom durch ein leitendes Objekt, wie beispielsweise einen Draht, fließt, wird ein magnetisches Feld erzeugt. Dieses Magnetfeld wird um den Draht herum erzeugt und seine Stärke hängt von der Stromstärke ab. Das Gegenteil dieses Phänomens ist die elektromagnetische Induktion, bei der ein Strom in einem Draht oder einem anderen leitenden Material durch ein sich änderndes Magnetfeld induziert wird.
Eines der wichtigsten Dinge, die man bei elektromagnetischer Induktion beachten sollte, ist, dass sie nur durch ein sich änderndes Magnetfeld verursacht werden kann. Bewegt eine Person einen Magneten auf einen Draht zu, entsteht ein Strom in eine bestimmte Richtung. Wenn der Magnet vom Draht wegbewegt wird, wird ein Strom in die entgegengesetzte Richtung induziert. Steht der Magnet jedoch neben dem Draht, wird kein Strom induziert.
Elektromagnetische Induktion ist aufgrund der Elektronen im Draht oder anderen leitenden Material möglich. Wenn der Magnet bewegt wird, bewegt sich das zugehörige Magnetfeld mit. Die freien Elektronen im Draht, die negativ geladen sind, spüren eine Kraft des Magneten, die sie zum Fließen bringt. Mathematisch ausgedrückt ist die Stärke der Kraft auf die Elektronen proportional zur Änderungsrate des Magnetfelds. Aus diesem Grund induzieren stationäre Magnete keinen Strom – denn in dieser Situation ist die Änderungsrate null.
Wird ein Magnet in eine Richtung auf einen Draht zu bewegt, fließt der Strom in eine Richtung. Dies wird als Gleichstrom (DC) bezeichnet. Wechselstrom (AC) ist jedoch oft sinnvoller und wird in modernen Stromnetzen verwendet. Um einen Wechselstrom zu induzieren, kann ein Magnet in einer zyklischen Bewegung auf den Leiter zu und von ihm weg bewegt werden.
Es gibt eine Reihe praktischer Anwendungen für elektromagnetische Induktion. Tonabnehmer in Gitarren zum Beispiel verwenden manchmal elektromagnetische Induktion, um Vibrationen zu erkennen und in elektrischen Strom umzuwandeln. Andere Anwendungen umfassen Induktionsmotoren, elektrische Generatoren und Induktionsherde.