1834年，法拉第在不知道亨利发现的情况下，独立地发现了自感现象，并确定了自感电流方向。这一年他还提出场离子存在的假设，提出了“场”的概念；俄国的雅各比制成了带有工作轴的直流电机。1837年，法拉第发现了电介质极化现象。1838年，人们在启封法拉第于1832年2月12日写给皇家学会的密信中发现，他提出了电磁作用以有限速度在介质中以波的形式传播的思想，及光是介质中传播的电磁现象的设想。1841年，关于电流热效应的研究发现了焦耳楞次定律。1843年，法拉第用圆筒实验证明了电荷守恒定律，惠斯通发明了电桥，用来准确测定电阻。1845年，诺伊曼详细研究了电磁感应的数学理论，建立了闭合导体的电磁感应定律；韦伯确立了两个运动电荷间的作用力定律；法拉第发现了顺磁性相抗磁性以及磁致旋光现象。1847年，基尔霍夫得到了解决复杂电路的节点电流定律和回路电压定律。1848年，韦伯发明了电功率计。
电磁感应定律的确立具有划时代的意义。这一定律将长期分立的电与磁两种现象最终统一起来，深刻地揭示了电与磁之间的本质联系，为建立电磁场方程组奠定了基础。人类历史上最伟大的科学家爱因斯坦认为：场的思想是最具有创造性的思想，是自牛顿以来最重要的发现。电磁作用是继万有引力发现以后，人类所发现的又一种基本作用力，它在统一场论、规范场理论研究中具有不可替代的地位。
在实践上，电磁感应定律使人类找到了机械能与电能之间的转换方法，开创了电气化时代的新纪元。19世纪40年代，西欧先进的资本主义国家先后进入了电气化时代的早期阶段。电磁学的飞速发展，引发了第二次世界性技术革命浪潮，以电机为动力的电气化工业体系和各种电气工业生产部门，如电解、电镀、电热、电焊、电冶、电力生产和输送等方面的工厂、企业如雨后春笋般地建立起来，电报、电话等信息技术也被广泛地利用起来。电磁理论和电气技术的进步，把工业生产推向了历史的新高峰。英国在1840年由电气技术造成的劳动生产率是1770年蒸汽技术造成的劳动生产率的27倍，是手工劳动的108倍。70年中，劳动生产率平均每年提高11．28％。这是多么惊人的数字啊！现在，人类利用能源的主要形式是电能。化学能、热能、太阳能、核能的利用，大多也是通过转化为电能后实现的，核技术、电子技术、信息技术离开电能就变得几乎没有意义。我们所处的电气化时代正在迅猛地向前发展着。1993年，全世界发电总量达到12．26万亿千瓦时。最大的水电站是巴西和巴拉圭的伊泰普水电站，装机容量为1260万千瓦。我国长江三峡电站建成后，装机容量为1850万千瓦，那时它将成为世界电站之冠。世界上最大的火电站是俄罗斯的苏尔古特第二电厂，装机容量为480万千瓦；最大的核电站是加拿大的布鲁斯电站，装机容量为728万千瓦。世界上电力生产正在稳步增长，电力技术的发展正在向着高效率、注重环保的更高目标迈进。
二、电磁场理论
电磁场研究随时间变化情形下的电磁现象和规律。这是电磁学的普遍情形。
当穿过闭合导体线圈的磁通量发生变化时，线圈上产生感应电流。感应电流的方向可由楞次定律确定，即感应电流的方向总是使得它所激发的磁场阻止引起感应电流的磁通量的变化。闭合线圈中的感应电流是感应电动势推动的结果。感应电动势遵从法拉第定律：闭合线圈上的感应电动势的大小总是与穿过线圈的磁通量的时间变化率成正比，即ε＝-dФ/dt，式中的负号反映感应电动势的方向，与楞次定律的结论一致。线圈内电流变化在其自身引起感应电动势的现象叫做自感；线圈内电流变化在其他线圈中引起感应电动势的现象叫做互感。线圈的自感和互感性质分别由自感系数和互感系数描述。
感应电动势按其产生的原因不同可分为两种情况：一种是因导线在稳恒磁场中运动切割磁力线产生的感应电动势，叫做动生电动势；另一种是导线不动，因磁场的变化产生的感应电动势，叫做感生电动势。
感生电动势是变化的磁场在其周围激发电场的体现。这样产生的电场是有旋场，与电荷激发的电场不同，它的性质可表述为。
∮（S）E→感·dS→＝0和∮（S）E→感·dl→＝-∫B→t·dS→
在非稳恒情形下，总的电场为电荷激发的电场与变化磁场激发的电场的矢量和，总电场满足的方程为
∮（S）D→感·dS→＝∑（S）q0（1）
∮（S）E→感·dl→＝-∫B→t·dS→（2）
随实践变化的电厂在其周围也激发有旋的磁场。在非稳恒情形下，总的电场为电流激发的磁电场与变化电场激发的磁场的矢量和。总磁场满足的方程为
∮（S）B→感·dS→＝0（3）
∮（S）H→感·dl→＝∑（S）I0+∫D→t·dS→（4）
式中D→t称为位移电流密度。式（1）、（2）和（3）、（4）就是普遍情形下电磁场满足的麦克斯韦方程组（积分形式）。
能量问题是物理学关心的重要问题。根据麦克斯韦电磁理论可知：电场中储存电能，单位体积内储存的电能（电能密度）为去12D→·E→，磁场中储存磁能，单位体积内储存的磁能（磁能密度）为12B→·H→，同时存在电场和磁场的空间v内储存的电磁能为W＝∫V12（D→·E→+B→·H→）dV；电磁场中存在能流，单位时间通过垂直单位面积的能量叫做能流密度，用S→表示，S→＝E→×H→，S→又叫做坡印廷矢量。任意空间内发生的电磁过程遵从能量守恒定律。
麦克斯韦方程组描述了电磁场普遍遵从的规律。它同物质的介质方程、洛伦兹力公式以及电荷守恒定律结合起来，原则上可以解决各种宏观电动力学问题。
根据麦克斯韦方程组导出的一个重要结果是存在电磁波，变化的电磁场以电磁波的形式传播，电磁波在真空中传播的速度为c＝1ε0μ0＝2．99792458×108m·S-1。这一数值与光在真空中传播的速度相同，说明光是电磁波，光是波长在400～760纳米范围内且能引起人们视觉反应的电磁波。因此，光的波动理论纳入了电磁理论的范畴。
三、近距作用与超距作用之争
关于作用力是否需要中间媒介物质的传递，对此问题的不同观点就形成了近距作用和超距作用的争论。
近距作用和超距作用两种观点早在牛顿之前已经存在了。自古以来把相互接触物体之问的作用，例如物体之间的推、拉、压迫、支撑、撞击、摩擦等，叫做接触作用或近距作用。近距作用的特点是作用力通过媒质逐步传递的，比如逆水行舟时的拉纤。纤夫是主动施力者，水上航行的船是被作用的物体，虽然纤夫并没有直接接触，但是拉力通过纤绳（中间媒介）一段一段地传递而作用到船上，这就是近距作用。非接触物体之间也存在着作用力，例如日月星辰之间的引力、磁石对铁的吸引力、带电体之间的相互作用力等，叫做超距作用。它们之间可以有空气等介质，也可以是。真空”。超距作用的特点是相隔一定距离的物体之间存在着直接的、瞬时的相互作用，比如地球与它上面的物体的吸引。它们之间并不直接接触，但是相互吸引确实存在。这两种观点的对立表现在：超距作用不需要任何媒介传递，从而也不需要传递时间；近距作用则需要中间媒介物质的传递，自然也需要传递时间。显然，这两种观点是针锋相对的。
在古代，磁的吸引作用被看作是典型的一种超距作用，人们无法给予合理的解释而认为磁石有灵魂。这样一来，超距作用就带有神秘的色彩。古希腊的自然哲学家则认为物体之间的作用只有通过接触才能发生，亚里士多德曾提出“自然界嫌恶真空”的观点。指出一个物体的运动必定是有一个推动者在不断地和它接触，或是推它，或是拉它，总之是一种近距作用的思想。
1686年，牛顿根据开普勒行星运动三定律和向心力公式提出了万有引力定律，并用以成功地解释了月球和行星的运动以及潮汐现象。之后，以牛顿为一方，以法国科学家莱布尼兹、笛卡儿和荷兰物理学家惠更斯为一方，他们之间围绕万有引力定律产生了争论，争论的问题主要是：万有引力是否存在？万有引力传递的机制究竟是什么？由第二个问题又引申出“超距作用”的问题。当时，牛顿的引力理论是以原子论为基础的。他进一步运用吸引与排斥作用解释了万有引力、化学亲和力、内聚力、光粒子的反射和折射、气体的弹性等现象，这使牛顿倾向于超距作用的观点。他在《光学》一书中写道：“透明的物质超距地作用于光线，使它折射、反射和弯射，而光线则又超距地激励这些物质的各部分，使它们发热起来；这种超距作用和反作用很像物体之间的一种吸引力。”
万有引力定律似乎成了超距作用观点的理论支柱。而笛卡儿与惠更斯等则认为宇宙间充满了“以太”，以太围绕天体形成大小、速度和密度都不同的漩涡，带动天体（如太阳）周围的物体（如行星）转动。莱布尼茨指出原子论的基本观点是原子与虚空，所以引力只能通过虚空而传递，而这种没有介质的引力传递是不合理的。他指责牛顿提出的万有引力不通过介质的中介而从一个物体传到另一个物体上，认为如果引力通过他们主张的介质或以太来传递则是正确的。其实，牛顿本人对超距作用观点有一定的保留，并不赞成对万有引力的超距作用解释。他曾在一封信中写道：“很难其他没有别种无形的媒介，无生命无感觉的物质可以毋须相互接触而对其他物质起作用和产生影响……引力对于物质是天赋的、固有的和根本的，因此，没有其他东西为媒介，一个物体可超越距离通过真空对另一个物体作用，并凭借和通过它，作用力可从一个物体传递到另一个物体。在我看来，这种思想荒唐之极，我相信从来没有一个对哲学问题具有充分思考能力的人会沉迷其中。”
据说，牛顿还曾私下里表示相信，最终能够找到某种物质作用来说明引力。由于18世纪初，法国的笛卡儿学派在反对超距作用的同时，不恰当地否定万有引力的存在。这就激起了牛顿的追随者们起来捍卫牛顿学说，并反对笛卡儿学派的理论和观念，包括“以太”在内c大约在1709～1713年间，英国剑桥大学的青年物理学家科茨得到牛顿的信任，成为《自然哲学的数学原理》第二版的编辑。科茨为《自然哲学的数学原理》的第二版写了一篇序言。通过这篇序言，科茨被认为主张重力是物质内在固有的本质属性，而且重力确实存在并传播到其他物体上，它的传递又通过虚空，则只能是“超距作用”。这也就造成了一种误会，以为牛顿也一直赞成超距作用。
由于万有引力理论的成功，而以太理论没有取得实际进展，超距作用观点就伴随牛顿理论的传播而盛行起来。它从力学领域扩展到物理学的其他领域，在整个18世纪和19世纪的前半个世纪，超距作用观点占据着统治地位。
经典电磁学理论就是在超距作用观点的基础上建立起来的，一些在电磁学理论研究中作出重要贡献的物理学家，如法国的库仑、安培等都信奉超距作用的观点。1785年，库仑通过实验对两个小球电荷之间和磁极之问的相互作用力进行了研究，得出了力与距离的平方成反比的关系。库仑反对笛卡儿的漩涡学说，而深受牛顿的万有引力定律的影响，他根本没有做力与两个电荷量的关系的实验，就认为两个电荷之间的作用力应该与它们的电荷量的乘积成正比。他还证明了两个磁体之间的引力或斥力所遵循的规律与带电物体的作用规律是一样的，基于这种相似性可以认为磁流体和电流体遵从若干相同的规律，从而把静电力和静磁力统一了起来，同时也把超距作用观点带进了法国。
安培也持超距作用的观点，认为电力、磁力和万有引力一样都是瞬时的超距作用，相信牛顿的万有引力公式可以推广到物理学的许多领域，他构造的理论体系甚至被称为超距论电动力学。安培通过实验证实，两根载流导体可以相互吸引和排斥。他把这种力称为“电动力”，意思是指由电流产生的动力。如同牛顿把质量分解为无数质点那样，安培把电流当作由无数“电流元”组成的集合，进而推导出类似于质点引力公式的“电流元”的相互作用力公式。这个公式表明，两个“电流元”之间的相互作用力，与“电流元”的乘积成正比，与“电流元”间的距离的平方成反比。英国著名物理学家麦克斯韦把安培称为“电学中的牛顿”，他说：“安培借以建立电流元之间的力学作用的定律的实验研究是科学上最辉煌的成就之一。整个的理论和实验看来似乎是从这位‘电学中的牛顿’的大脑中跳出来的，并且已经成熟和完全装备完了的。它在形式上是完整的，在精确性方面是无懈可击的，并且它汇总成为一个必将永远是电动力学的基本公式的关系式，由之可以导出一切现象。”把安培的理论归结为超距论电动力学体系，不仅仅是因为他的这一整套方法是属于牛顿的，更为重要的是他的理论所研究的对象只限于“电流元”等产生电动力的“源”。这种“源”是成对出现的，任何一个“源”不可能单独地通过空间传播出它的电磁力。这样，在安培的理论中不考虑时间、空间或力场。
19世纪40年代，德国物理学家诺埃曼和韦伯继承与发展了安培的超距电动力学理论。在英国的法拉第于1831年发现电磁感应现象之后，为弥补安培理论的不足，诺埃曼提出了一个电流的势函数——矢量势，进而他根据矢量势总结出法拉第电磁感应定律。由于诺埃曼是一个超距论者，完全没有场的概念，他为他的理论规定了两个条件：①产生矢量势的电流源必须是闭合的电流；②矢量势的传递是不要时间的。从这两个条件来看，表明诺埃曼的理论是地道的超距论电动力学。韦伯则为了说明“电流元”本身是如何产生的，于1846年提出了一个“电的力学的一般法则”，把库仑的静电力、安培的电动力和法拉第的电磁感应力统一于一个公式中，使他的理论能够包括所有这些方面的现象。在韦伯的法则中，还包含了电流是运动的电荷的假定，特别是由于它包含了两个电荷的相对运动速度和加速度的因素，实际上已经突破了经典力学的中心力概念，不过，诺埃曼却仍把他的理论建立在超距论观点的基础之上。这样，由安培首创的大陆派超距论电动力学理论体系，就由诺埃曼和韦伯等人的发展而更加完善了。