A relação entre cargas elétricas e campos magnéticos

      Por meio de suas experiências, Öersted descobriu que a corrente elétrica em um fio condutor está associada ao campo magnético existente ao redor desse fio. Depois, Faraday e Henry descobriram que a variação de um campo magnético é o que induz uma corrente elétrica em um condutor. Dessa forma, estabeleceu-se definitivamente uma relação entre eletricidade e magnetismo, nascendo o eletromagnetismo. Foram enormes as aplicações práticas e os desenvolvimentos tecnológicos que surgiram a partir daí, bem como suas implicações na vida das pessoas.
         Nos é familiar o fato de que dois imãs, quando aproximados um do outro, exercem um sobre o outro uma força. Esta força pode ser atrativa ou repulsiva e consequentemente um imã pode perceber a presença de um outro imã sem tocá-lo. Os imãs, em geral, são construídos em formato de barras ou bastões, tendo duas extremidades ou faces, chamados pólos. O campo magnético é mais intenso nas proximidades desses pólos ou extremidades. Eles são conhecidos por pólo Norte e pólo Sul. Se o pólo norte de um imã é colocado perto de outro pólo norte, a força entre eles será repulsiva. Similarmente, se dois pólos Sul são aproximados um do outro aparecerá uma força de repulsão entre eles. Mas, quando um pólo norte é posto nas proximidades de um pólo sul a força entre eles é atrativa. Este fenômeno lembra-nos as interações entre cargas elétricas; cargas de mesmo sinal se repelem e de sinais opostos se atraem. Mesmo tendo este similaridade não confundam pólos magnéticos com cargas elétricas. Elas não são equivalentes, apesar destes conceitos estarem de certa forma ligados.
        Apesar das similaridades entre algumas propriedades elétricas e magnéticas da matéria, elas têm muitas divergências: A força elétrica, entre cargas, age independentemente do movimento das partículas carregadas, mesmo as cargas estando em repouso a força elétrica continua existindo. Alem disso a direção da força elétrica tem sempre a mesma direção do campo elétrico. Por outro lado, a força magnética depende da velocidade relativa entre as cargas e o campo magnético é perpendicular a força sobre um das partículas.
- A força magnética é sempre perpendicular a velocidade da partícula carregada :

                                                                                        

- Existe um orientação particular da força F_m em relação a velocidade v . Isto é, existe uma linha no espaço ao longo da qual a partícula pode se mover sem sofre a ação da força magnética, esta linha é denominada linha de campo magnético.

                                            

Consequentemente isto estabelece uma forma de determinar a direção do campo magnéticoB. - A força magnética é proporcional à magnetude da carga elétrica

                                                                                     

Isto significa que uma carga elétrica negativa se movendo no mesmo sentido de uma carga
           positiva produz uma força no sentido oposto aquela produzida pela carga positiva.
- Para todas as direções da velocidade v, a magnitude de F_m é diretamente proporcional a componente de v dada por v senq , ou

                                                           

onde q é o ângulo entre o sentido e direção de v e o sentido e direção do campo magnético B. Dessa forma a força F_m será igual a zero quando q = 0 (ou 180^o), isto é os vetores v e B estão paralelos. - A força magnética formará sempre um ângulo reto, ou é perpendicular, ao plano formado pelos vetores v e B.   
 Vale lembrar também que o módulo da força magnética sobre a partícula é dado por

          F = q v B sen(q)