銅線に電流を流した瞬間、その周囲には目に見えない同心円状の磁界が発生します。これを発見したのは19世紀の物理学者エルステッドであり、電流の向きと磁界の向きの関係を示したのが「右ねじの法則（アンペールの法則）」です。真っ直ぐな一本の電線が作る磁界はごくわずかですが、電線を螺旋状に幾重にも巻き重ねることで、内側の磁力線が一方向に束ねられて合算され、非常に強力な磁場が形成されます。これがコイルの仕組みにおける原点です。
コイルの磁力は、流す電流の大きさとコイルの巻き数と磁力の強さに比例します。巻き数を2倍にすれば中心磁界の強さは2倍になり、鉄芯（コア）を筒の中に差し込めば、空気の数千倍の透磁率を持つ鉄が磁束を一気に集束させ、産業用電磁石のような巨大な吸引力を生み出します。
さらにコイルの本質を決定づけているのが、1831年にマイケル・ファラデーが発見した電磁誘導の原理です。コイル内の磁束が変化すると、その変化を打ち消す方向へ電圧（誘導起電力）が発生します。数式で表される「ファラデーの法則」は、磁束の変化スピードが速く、巻き数が多いほど大きな電圧が生まれることを証明しています。
では、なぜコイルは変化を打ち消そうとするのでしょうか。その物理的根拠を示すのが「レンツの法則の理由」です。もしも磁束の変化を加速させる方向に電流が流れてしまえば、外部からわずかな磁石を近づけただけでエネルギーが無限に増幅し、宇宙の基本原理である「エネルギー保存の法則」が崩壊してしまいます。自然界がエネルギーの均衡を保とうとする反作用の結果として、コイルは「電流の急激な変化に逆らう慣性」を持つわけです。この特性こそが、電気を滑らかにし、ノイズを遮断し、電圧を変換する無数の機能へと直結しています。
