Campo magnetico y lineas de campo

Las líneas del campo magnético describen de forma similar la estructura del campo magnético en tres dimensiones. Se definen como sigue. Si en cualquier punto de dicha línea colocamos una aguja de compás ideal, libre para girar en cualquier dirección (diferente a la aguja normal que permanece horizontal --estas agujas existen, vea al final de la página), la aguja siempre apuntará a lo largo de la línea de campo (dibujo inferior).

Las líneas de campo convergen donde la fuerza magnética es mayor y  se separan donde es más débil. Por ejemplo, en una barra imantada compacta o "dipolo", las líneas de campo se separan a partir de un polo y convergen en el otro y la fuerza magnética es mayor cerca de los polos donde se reúnen. El comportamiento de las líneas en el campo magnético terrestre es muy similar.

Las líneas de campo fueron introducidas por Michael Faraday (vea la historia), que las denominó "líneas de fuerza". Durante muchos años fueron vistas meramente como una forma de visualizar los campos magnéticos y los ingenieros eléctricos preferían otra formas, más útiles matematicamente. Sin embargo no era así en el espacio, donde las líneas eran fundamentales para la forma en que se movían los electrones e iones. Estas partículas cargadas eléctricamente tienden a permanecer unidas a las líneas de campo donde se asientan, girando en espiral a su alrededor mientras se deslizan por ellas, como las cuentas de un collar (dibujo inferior).

Debido a esta unión, el comportamiento del gas electrificado ("plasma") en el espacio, un gas de iones y electrones libres, es dictado por la estructura de las líneas de campo: las corrientes eléctricas, por ejemplo, encuentran más fácil fluir a lo largo de estas líneas. El papel de las líneas de campo en un plasma se parece a las vetas de la madera: como la veta es la dirección "fácil" a lo largo de la cual la madera se raja más fácilmente, así la dirección de las líneas de campo es la que prefieren para fluir las partículas, las corrientes eléctricas, el calor y ciertos tipos de ondas.