Forța câmpului magnetic este efectul pe care un câmp magnetic îl exercită sau acționează asupra unei particule încărcate, cum ar fi o moleculă, atunci când trece prin acel câmp. Aceste forțe există de fiecare dată când există o moleculă încărcată electric lângă un magnet sau când electricitatea trece printr-un fir sau o bobină. Forța câmpului magnetic poate fi folosită pentru a alimenta motoare electrice și pentru a analiza structurile chimice ale materialelor datorită modului în care particulele răspund la aceasta.
Când curentul electric trece printr-un fir, fluxul de electroni creează un câmp magnetic, creând o forță care poate acționa asupra altor materiale. Un exemplu obișnuit de forță a câmpului magnetic este un motor electric, care folosește un rotor în mișcare cu fire înfășurate în jurul lui, înconjurat de un stator cu bobine suplimentare. Când un curent electric este aplicat bobinelor statorului, acestea creează un câmp magnetic, iar forța acelui câmp creează un cuplu care mișcă rotorul.
Direcția forței câmpului magnetic poate fi descrisă folosind ceea ce se numește regula mâinii drepte. O persoană își poate îndrepta degetul mare, degetul arătător sau primul, iar degetul al doilea în trei direcții diferite, adesea numite axa x, y și z. Fiecare deget și degetul mare ar trebui să fie la 90 de grade unul față de celălalt, așa că dacă persoana arată degetul arătător în sus, al doilea deget indică spre stânga, iar degetul mare direct spre persoană.
Folosind acest aranjament al degetelor, fiecare deget va arăta direcțiile fluxului electric (degetul arătător), câmpul magnetic (al doilea deget) și forța rezultată a câmpului magnetic (degetul mare). Când cele patru degete ale mâinii sunt curbate spre palmă, aceasta arată direcția câmpului magnetic, degetul mare indicând încă direcția forței. Folosirea regulii mâinii drepte este o modalitate ușoară prin care elevii învață despre câmpurile magnetice pentru a vedea efectele curentului și forțele care rezultă.
Câmpurile magnetice pot fi foarte utile în laborator pentru analiza materialelor. Dacă un material trebuie să fie identificat sau defalcat în componentele sale moleculare, proba poate fi ionizată, ceea ce transformă materialul într-un gaz cu sarcini electrice pozitive sau negative. Acest gaz ionizat este apoi trecut printr-un câmp magnetic puternic și iese într-o zonă de colectare.
Masa sau greutatea fiecărei particule ionizate din proba de testat răspunde diferit la forța câmpului magnetic, iar particulele sunt ușor îndoite dintr-o direcție dreaptă. Un dispozitiv de colectare înregistrează locul în care fiecare particulă lovește detectorul, iar software-ul de calculator poate identifica molecula din modul în care interacționează cu câmpul. Un tip de dispozitiv care utilizează această tehnologie se numește spectrometru de masă și este utilizat pe scară largă pentru a ajuta la identificarea substanțelor necunoscute.
O altă utilizare a câmpurilor magnetice pentru a provoca modificări ale materialelor ionizate este acceleratorul de particule. La sfârșitul secolului al XX-lea, cel mai mare accelerator de particule construit la acea vreme a fost situat la granița dintre Elveția și Franța, cu 20 mile (17 de kilometri) de accelerator adânc în subteran într-o buclă mare. Echipamentul a profitat de forța câmpului magnetic pentru a accelera rapid particulele încărcate în buclă, unde câmpurile suplimentare au continuat să accelereze sau să accelereze particulele încărcate.
Pe măsură ce particulele de mare viteză au înconjurat colectorul mare, acestea au fost gestionate de alte controale ale câmpului magnetic și trimise la coliziuni cu alte materiale. Acest echipament a fost construit pentru a testa coliziuni de înaltă energie similare cu cele văzute în soare sau în alte stele și în timpul reacțiilor nucleare. Locația subterană a fost folosită pentru a împiedica particulele din spațiu să interfereze cu rezultatele testelor, deoarece straturile de rocă de deasupra acceleratorului au absorbit energie și ioni de mare viteză.