Pole magnetyczne, pole wektorowe w sąsiedztwie magnesu, prąd elektryczny lub zmieniające się pole elektryczne, w którym można zaobserwować siły magnetyczne. Pola magnetyczne, takie jak Ziemia, powodują, że igły kompasu magnetycznego i inne magnesy trwałe ustawiają się w jednej linii w kierunku pola. Pola magnetyczne wymuszają przemieszczanie elektrycznie naładowanych cząstek po ścieżce kołowej lub spiralnej. Siła ta - wywierana na prądy elektryczne w drutach w polu magnetycznym - leży u podstaw działania silników elektrycznych. (Aby uzyskać więcej informacji o polach magnetycznych, zobacz magnetyzm.
magnetyzm: podstawy
Podstawą magnetyzmu są pola magnetyczne i ich wpływ na materię, jak na przykład ugięcie ruchomych ładunków i momentów obrotowych na innych
Wokół magnesu stałego lub drutu przewodzącego stały prąd elektryczny w jednym kierunku pole magnetyczne jest nieruchome i nazywane jest polem magnetostatycznym. W każdym punkcie jego wielkość i kierunek pozostają takie same. Wokół prądu przemiennego lub zmiennego prądu stałego pole magnetyczne stale zmienia swoją wielkość i kierunek.
Pola magnetyczne mogą być reprezentowane przez ciągłe linie siły lub strumienia magnetycznego, które wychodzą z biegunów magnetycznych skierowanych na północ i wchodzą na bieguny magnetyczne skierowane na południe. Gęstość linii wskazuje wielkość pola magnetycznego. Na przykład na biegunach magnesu, gdzie pole magnetyczne jest silne, linie pola są zatłoczone lub gęstsze. Dalej, tam gdzie pole magnetyczne jest słabe, rozchodzą się i stają się mniej gęste. Jednolite pole magnetyczne jest reprezentowane przez równo rozmieszczone równoległe linie proste. Kierunek strumienia jest kierunkiem, w którym biegun skierowany na północ małego magnesu wskazuje. Linie strumienia są ciągłe, tworząc zamknięte pętle. W przypadku magnesu prętowego wyłaniają się z bieguna skierowanego na północ, rozbiegają się wokół, wchodzą do magnesu na biegunie skierowanym na południe i dalej przez magnes do bieguna północnego, gdzie ponownie się pojawiają. Jednostką SI dla strumienia magnetycznego jest weber. Liczba stron jest miarą całkowitej liczby linii pola, które przecinają dany obszar.
Pola magnetyczne mogą być reprezentowane matematycznie przez wielkości zwane wektorami, które mają zarówno kierunek, jak i wielkość. Stosowane są dwa różne wektory do reprezentowania pola magnetycznego: jeden zwany gęstością strumienia magnetycznego lub indukcją magnetyczną jest symbolizowany przez B; drugi, zwany siłą pola magnetycznego lub natężeniem pola magnetycznego, symbolizowany jest przez H. Pole magnetyczne H można uznać za pole magnetyczne wytwarzane przez przepływ prądu w drutach, a pole magnetyczne B jako całkowite pole magnetyczne obejmujące także wkład wniesiony przez właściwości magnetyczne materiałów w polu. Gdy prąd przepływa drutem owiniętym na miękkim żelaznym cylindrze, pole magnetyczne H jest dość słabe, ale rzeczywiste średnie pole magnetyczne (B) w żelazie może być tysiące razy silniejsze, ponieważ B jest znacznie zwiększone przez wyrównanie niezliczone maleńkie naturalne magnesy atomowe żelaza w kierunku pola. Zobacz także przepuszczalność magnetyczną.
