Magnetické jevy, podobně jako jevy elektrické, zná lidstvo již od starověku. Jejich vzájemná souvislost však nebyla dlouho známa. Objevil ji v roce 1820 dánský fyzik Hans Christian Oersted (1777 - 1851), který zjistil, že magnetka umístěná v blízkosti vodiče se vychýlí ze své rovnovážné polohy, jestliže vodičem prochází proud. V témže roce objevil André Marie Ampére (1775 - 1836) vzájemné silové působení mezi vodiči, jimiž prochází proud. Těmito a dalšími pokusy bylo dokázáno, že magnetickými silami na sebe působí nejen permanentní magnety, ale i permanentní magnety a vodiče s proudem a také vodiče s protékané proudem navzájem. Tyto síly působí prostřednictvím magnetického pole, které existuje v okolí vodičů s proudem i v okolí permanentních magnetů.
Magnetické pole je zvláštní případ elektromagnetického
pole. Je vytvářeno vodiči protékanými proudem, pohybujícími se elektricky
nabitými částicemi a tělesy, ale také zmagnetovanými tělesy (magnety).
Magnetické pole nazýváme stacionárním, pokud se jeho charakteristické
veličiny nemění s časem. Magnetické pole se projevuje silovými účinky
- magnetickou silou Fm, která může být přitažlivá
nebo odpudivá viz. obrázek.
Vlastní magnetické pole má i Země. Magnetka se proto v magnetickém poli Země otočí tak, že její podélná osa přibližně ukazuje směr sever - jih. Vložíme-li magnetku do zkoumaného magnetického pole, zaujme takovou polohu, že její podélná osa souhlasí směrem magnetické síly.
Magnetické pole znázorňujeme pomocí magnetických indukčních čar (siločar).
Magnetická indukční čára je prostorová uzavřená orientovaná křivka , jejíž tečna v daném bodě má směr osy velmi malé magnetky umístěné v tomto bodě. Směr jižního pólu magnetky určuje orientaci indukční čáry. Následující applet ukazuje magnetické pole a siločáry permanentního tyčového magnetu.
Orientaci indukčních čar magnetického pole přímého vodiče a válcové cívky lze určit Ampérovým pravidlem pravé ruky.
Magnetické pole, jehož indukční čáry jsou rovnoběžné přímky, nazýváme homogenní magnetické pole. Za homogenní lze v praxi považovat magnetické pole v dutině válcové cívky a mezi póly trvalého magnetu.
Magnetické indukční čáry jsou vždy uzavřené křivky (na rozdíl od siločar elektrického pole, tvořeného elektricky nabitými tělesy). Magnetické pole je proto pole vírové. Elektrické pole tvořené elektricky nabitými tělesy se nazývá pole zřídlové.
Existenci siločar lze dokázat pomocí železných pilin, které nasypeme v okolí zdroje magnetického pole. Působením magnetických sil se piliny seskupují do řetízkových útvarů připomínajících soustavu čar, vytvářejí tzv. pilinový obrazec. Vznik pilinového obrazce lze vysvětlit tak, že každá pilinová částice se chová jako miniaturní magnetka. Následuje applet, který demonstruje existenci magnetických indukčních čar a vytváří pilinové obrazce na nevodivé desce v okolí permanentního magnetu, přímého vodiče s proudem a v okolí kruhového závitu s proudem.
Magnetické pole charakterizujeme vektorovou veličinou magnetická indukce B. Její velikost závisí jen na magnetickém poli. magnetickou indukci B zavedeme pomocí síly, působící v magnetickém poli na vodič s proudem.
Pro velikost magnetické síly Fm, působící v magnetickém poli na vodič s proudem platí:
Fm = B . I . l . sin ß ,
kde ß je úhel, který svírá vektor B s vodičem, l je aktivní délka vodiče. Součin B . sin ß je velikost složky vektoru B, kolmá na vodič.
Směr síly Fm určíme Flemingovým pravidlem levé ruky:
Síla Fm je tedy kolmá na vodič a na magnetické indukční čáry magnetického pole. V homogenním magnetickém poli lze velikost magnetické indukce určit ze vztahu pro velikost síly Fm. Jednotkou magnetické indukce [B] = N / A . m = T (tesla).