Campo magnético

Alrededor de una carga eléctrica existe un campo eléctrico y de manera similar, alrededor de un imán existe un campo magnético, el cual es el espacio que rodea a un imán y donde se manifiestan las fuerzas de atracción o repulsión que éste ejerce, siendo el medio a través del cual se propagan los efectos magnéticos. Las fuerzas magnéticas son fuerzas de acción a distancia que permiten recurrir a la idea física de campo para describir la influencia de un imán. al igual que en el caso del campo eléctrico, se recurre a la noción de líneas de fuerza para representar esta estructura:

Las líneas del campo magnético, al igual que las líneas del campo eléctrico, nunca se intersectan.

La intensidad del campo magnético, también conocida como inducción magnética, se representa por la letra B y es una cantidad vectorial con dirección y sentido expresados mediante las líneas de fuerza magnética. La magnitud de campo magnético (B), en cualquier punto del espacio, se expresa mediante la siguiente ecuación:

B= F / q0 (v sen θ)          Ecuación 1

En la ecuación anterior, F representa la magnitud de la fuerza magnética que se ejerce sobre una carga q0, cuya velocidad v forma un ángulo θ (0 ≤ θ ≥ 180°) con el campo. La dirección de B es aquella en la que debe desplazarse la carga para que la fuerza magnética sea nula, es decir, la de las líneas de fuerza. 

La unidad del campo magnético en el SI es el tesla (T), la cual representa la intensidad que ha de tener un campo magnético para que una carga de 1 C, moviéndose en su interior a una velocidad de 1m/s perpendicularmente a la dirección del campo, experimente una fuerza magnética de 1 newton, es decir: 1 T = 1 N/1 C x 1m/s.

A partir de la ecuación, se deduce que la fuerza magnética es mayor al aumentar la magnitud de la carga y su sentido depende del signo de la misma; de igual forma, se aprecia que su valor aumentará si la velocidad de la carga aumenta.

Dado que la fuerza magnética, el campo magnético y la velocidad pueden ser considerados como vectores, es necesario reunir en una regla lo concerniente a la relación entre sus direcciones y sentidos. En  una carga eléctrica positiva en movimiento dentro de un campo magnético, el vector F es perpendicular al plano formado por los vectores de v y B, donde su magnitud depende, no sólo del valor de dicha carga y de su velocidad, sino también del ángulo que forman estos vectores, siendo máxima cuando los vectores son perpendiculares entre sí:

E representa el vector F
B representa al vector v
K representa al vector B

Mediante lo que Cutnell llama "La Regla de la Mano Derecha" podemos visualizar la dirección de estos tres componentes, donde el dedo medio apuntará hacia la dirección del campo magnético, mientras que el dedo índice indicará la dirección de la velocidad (perpendicular al campo magnético), y el pulgar señalará la dirección de la fuerza (perpendicular a ambos).