Magnetiska fält skapas genom att elektriska laddningar eller permanentmagneter förflyttas. När en elektrisk laddning i rörelse, såsom en elektron, upplever ett magnetfält, känner den en kraft vinkelrät mot både dess rörelseriktning och magnetfältets riktning. Denna kraft, känd som den magnetiska kraften, får laddningen att röra sig i en cirkulär eller spiralbana.
Styrkan och riktningen av den magnetiska kraften beror på flera faktorer, inklusive styrkan på magnetfältet, hastigheten för den rörliga elektriska laddningen och vinkeln mellan laddningens hastighet och magnetfältets riktning.
Matematiskt ges den magnetiska kraft som upplevs av en rörlig elektrisk laddning q i ett magnetfält B av ekvationen:
F =q (v x B)
där:
F är den magnetiska kraftvektorn
q är storleken på den elektriska laddningen
v är laddningens hastighetsvektor
B är magnetfältsvektorn
Korsprodukten (v x B) representerar en vektor vinkelrät mot både hastigheten och magnetfältet. Storleken på den magnetiska kraften ges av:
|F| =qvB sinθ
där θ är vinkeln mellan hastigheten och magnetfältet.
Magnetisk kraft spelar en avgörande roll i olika fenomen och teknologier, inklusive beteendet hos elmotorer, generatorer, kompasser och magnetiska levitationståg (maglev). Det är också viktigt för att förstå beteendet hos laddade partiklar i partikelacceleratorer och i plasmafysik.