Un circuit électrique fermé avec un flux d’énergie illustre les deux parties de la force électromagnétique : l’électricité et le magnétisme. L’électricité est produite lorsque les électrons sont poussés à travers un fil conducteur par une source de tension – une batterie, par exemple. Non seulement le fil d’origine possède un flux d’électrons, mais il produit également un champ magnétique autour de ce flux. Ces comportements d’énergie électromagnétique viennent appariés : le flux d’électrons et le champ magnétique que le flux crée. Si un fil dans lequel circulent des électrons est rapproché d’un autre fil, le champ magnétique du premier fil induira un flux – un courant induit – le long du deuxième fil.
En 1831, Michael Faraday a publié sa découverte qu’un courant dans un fil pouvait induire du courant dans un autre fil. En 1862, ce phénomène de courant induit a été décrit mathématiquement par James Clerk Maxwell ; il était basé sur les équations de collègues qui avaient décrit d’autres échanges d’énergie, tels que les flux de contraintes dans les solides et les flux de fluides dans les liquides. L’équation de Maxwell éclaire les raisons du courant induit, ou inductance, en montrant que le flux d’électricité peut être mesuré de deux manières : comme une chute de tension qui force le flux d’électrons et comme un champ de flux magnétique, provenant du flux.
Le courant induit peut être amplifié lorsqu’un fil électriquement conducteur est forcé dans une bobine serrée dans le sens d’un courant. Un transformateur fonctionne en plaçant les bobines de deux circuits parallèles et proches l’un de l’autre afin que l’énergie électrique soit transférée d’un circuit à l’autre. Ce couplage inductif se produit lorsque les champs magnétiques émanant des bobines se croisent en phase les uns avec les autres, transférant une quantité maximale d’énergie. Cet échange est similaire à la poussée donnée à un enfant sur une balançoire : si la poussée est bien chronométrée, la balançoire est propulsée vers le haut à la vitesse maximale.
Lorsqu’un fil avec un courant est enroulé autour d’une tige de fer, il peut produire un champ magnétique qui peut attirer ou repousser le champ magnétique d’un autre électro-aimant. Un moteur et un générateur se composent chacun de deux aimants, l’un mobile et l’autre fixe. L’aimant mobile, lorsqu’il entre en contact avec l’aimant fixe, induit un changement de direction du flux d’électrons, ce qui a pour effet que les aimants se repoussent. Ce changement de direction du courant induit crée une poussée et une traction alternées, provoquant la rotation de l’aimant mobile. L’inductance peut fonctionner dans la direction opposée lorsque l’énergie mécanique d’une hélice en rotation attachée à un aimant de générateur force le flux d’électrons dans les batteries de stockage.