電流、電荷、磁場、磁力

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1819年，丹麥科學家漢斯·克里斯蒂安·奧斯特（1777-1851）發現了磁性與電流（或運動電荷）之間的關係。他發現，當指南針靠近通電導線時，指針會發生偏轉；而當沒有電流時，指針則指向北方。

指南針的指針是磁鐵，因此磁力可以使其移動。那麼，磁力（F）從何而來呢？指南針指針附近有一條通電導線，因此電流必然會產生磁力。

觀察右圖。利用右手定則確定電流方向和磁場方向。如果電流 (I) 向上，則磁場 (B) 的方向如圖左所示。反之，如果電流向下，則磁場的方向如圖右所示。

磁場會對載流導線施加力。

電流可以對磁羅盤的指針施加力。那麼，磁鐵也能對電流施加力嗎？

假設有一條導線連接磁鐵的南北極，導線中通有電流。從北極指向南極的箭頭表示磁場的方向。紅色箭頭表示電流（I）的方向，藍色箭頭表示磁力（F）的方向。

磁力 F 的方向垂直於電流 I 的方向，也垂直於磁場 B 的方向。利用右手定則確定電流方向、磁場方向和磁力方向。

下面這個等式描述了磁力、電流和磁場的關係。

F = BI l sin θ

F 是磁力的符號，B 是磁場的符號，I 是電流的符號，l 是磁場中導線長度的符號。

θ 是電流方向與磁場方向之間的夾角。如果電流垂直於磁場（90 ^°），則 sin 90° = 1，因此公式變為F = BI l；反之，如果電流平行於磁場（0 ^°），則 sin 0° = 0，因此磁力為0。

要計算磁場，上面的公式變成：B = F / I l。

Satuan Internasional untuk gaya magnet adalah Newton (disingkat N), satuan Internasional untuk medan magnet adalah Tesla (disingkat T). Tesla berasal dari nama penemu dan fisikawan Serbia-Amerika, Nikola Tesla (1856-1943). Berdasarkan rumus medan magnet di atas, medan magnet juga dapat dinyatakan dalam satuan Newton per Ampere meter (N/A m). Selain Tesla, medan magnet juga dinyatakan dalam satuan Gauss (G). Gauss berasal dari nama matematikawan, astronom dan fisikawan Jerman, Johann Carl Friedrich Gauss (1777-1855). 1 G = 10^-4 T.

磁場中運動的電荷所受的磁力

磁場可以對載流導線施加磁力。電流是運動的電荷，因此磁場不僅可以對導線施加磁力，還可以對自由運動的電荷施加磁力。

計算在磁場中運動的電荷所受磁力的公式由先前的磁力公式F = BI l sin θ推導而來。由於 I = q/t 且 l = vt，磁力公式變成

配方說明： F = 磁力， B = 磁場， q 電荷 v = 負載的移動速度， θ = 兩者之間的角度 v 擔 B

吉卡 v 垂直於 B 馬卡 θ = 90^o 其中 sin 90^o 1. 另一方面，如果 v 與…平行 B 馬卡 θ = 0^o其中 sin 0^o = 0。因此，當 時磁力達到最大值。 v 垂直於 B 當磁力為零時 v 與…平行 B.

磁力F的方向垂直於磁場B，且垂直於電荷速度v。