Lignes imaginaires utilisées pour représenter la direction et l'intensité d'un champ magnétique.Les lignes de champ magnétique sont un outil visuel et conceptuel utilisé pour représenter le champ magnétique invisible qui entoure les aimants, les courants électriques et les particules chargées en mouvement. Ce ne sont pas des objets physiques, mais plutôt un moyen de cartographier la direction et l'intensité relative de la force magnétique dans une région donnée. Les lignes émergent du pôle nord d'un aimant et se courbent pour entrer par le pôle sud, formant des boucles fermées qui ne se croisent jamais. La densité de ces lignes indique l'intensité du champ : des lignes plus rapprochées signifient un champ plus fort, comme près des pôles, tandis qu'un espacement plus large indique un champ plus faible à distance.
Ce concept a été introduit par Michael Faraday dans les années 1830 comme un moyen de visualiser les champs électriques et magnétiques. Il utilisait le terme « lignes de force » et soulignait leur réalité physique, bien que la physique ultérieure les traite comme une représentation mathématique.
La direction d'une ligne de champ magnétique en un point donné est définie comme la direction que suivrait un minuscule pôle nord magnétique placé à cet endroit, ou de manière équivalente, la direction de la force exercée sur une charge positive en mouvement (en utilisant la règle de la main droite). Les lignes sont tracées de sorte que leur tangente en tout point donne la direction du champ, et leur espacement représente inversement l'intensité du champ. En pratique, on peut les visualiser en saupoudrant de la limaille de fer autour d'un aimant, qui s'aligne le long des lignes de champ, ou en utilisant une boussole pour tracer la direction du champ en de nombreux points.
Les lignes de champ magnétique sont utilisées dans la conception des moteurs électriques, des générateurs et des appareils d'imagerie par résonance magnétique (IRM), où la compréhension de la distribution du champ est essentielle pour la performance et la sécurité.
Dans un aimant en barre, les lignes de champ sont des boucles continues qui traversent l'intérieur de l'aimant du pôle sud vers le pôle nord, et pas seulement à l'extérieur.
