자기장(磁氣場)은 자석, 전류가 흐르는 도선, 또는 움직이는 전하 주변에 생겨서 다른 전하나 자석에 힘을 미치는 보이지 않는 공간을 말한다.[en.wikipedia]
자기장의 기본 개념
- 자기장은 “자석이나 전류 주변에서 자기력이 작용하는 영역”으로 정의되며, 물리학적으로는 벡터장으로 다룬다.[britannica]
- 움직이는 전하(또는 전류)는 자기장 속에서 자신이 움직이는 방향과 자기장 방향 둘 다에 수직인 힘을 받는다(로렌츠 힘 법칙).[universetoday]
어떻게 만들어지나
- 막대자석·네오디뮴 자석 같은 영구자석은 물질 내부의 미세한 자기 모멘트들이 한쪽으로 정렬되면서 주변에 자기장을 만든다.[byjus]
- 도선에 전류가 흐르면 그 주위를 둘러싸는 원형 모양의 자기장이 생기며, 코일에 전류를 흘리면 더 강한 자기장이 형성된다.[en.wikipedia]
자기장 선(자기력선)
- 자기장을 눈으로 보기 위해 ‘자기력선’으로 그려 표현하는데, 이 선은 바깥에서는 N극에서 나와 S극으로 들어가는 닫힌 곡선 형태를 이룬다.[geeksforgeeks]
- 선이 빽빽한 곳일수록 자기장이 강한 곳이고, 자기력선은 서로 교차하지 않으며 항상 끊기지 않는 닫힌 루프를 이룬다.[etcourse]
우리 주변의 자기장 예시
- 지구 자체가 거대한 자석이라 지구 자기장이 나침반 바늘을 북쪽으로 정렬시키며, 이것 덕분에 나침반을 방향 찾기에 사용할 수 있다.[rightexample]
- 전동기, 스피커, MRI, 선풍기·자동차 모터 등은 코일 전류가 만든 자기장과 자석 사이의 힘을 이용해 회전이나 진동 같은 운동을 만들어낸다.[rightexample]
자기장의 역할과 특징
- 자기장은 움직이는 전하의 경로를 원형·나선형으로 휘게 만들며, 이런 원리를 이용해 입자가속기·브라운관·각종 전자기 기기 등이 동작한다.[britannica]
- 자기장은 전기장과 함께 전자기력의 두 축을 이루며, 시간에 따라 변하는 전기장은 자기장을, 변하는 자기장은 다시 전기장을 만들어 전자기파가 전파된다.[byjus]