Líneas de campo magnético vs. Líneas de campo eléctrico

Si existieran, las líneas de campo magnético apuntarían en la dirección de la fuerza experimentada por un monopolo magnético (suponiendo que solo esté presente un campo B).

Para los monopolos eléctricos (cargas), si se están moviendo, la fuerza que experimentan debido al campo magnético siempre forma un ángulo recto con las líneas de campo. Por supuesto, esa no es una dirección determinada de manera única. La dirección exacta está determinada por la carga y la velocidad de la partícula, ya que la fuerza también debe estar en ángulo recto con la velocidad.

No exactamente. Las líneas de campo eléctrico representan fuerzas que influyen directamente y son generadas por partículas cargadas eléctricamente. Por lo tanto, las líneas de campo E describen las fuerzas que experimentaría una partícula cargada cuando se expone a ellas, pero esto solo es cierto para la electrostática. Una vez que las partículas cargadas comienzan a moverse, generan campos magnéticos que influyen en el movimiento de partículas cargadas eléctricamente. Aquí las líneas de campo B no representan directamente la fuerza experimentada por las partículas. Sin embargo, la fuerza experimentada por una partícula cargada en movimiento externo no sigue necesariamente la dirección del campo E que genera el campo magnético.

Por ejemplo, en su dibujo, la corriente que fluye a través del cable sale de la página hacia usted. Eso significa que el campo E está en la misma dirección. Normalmente, el campo E influiría en la partícula por sí solo, pero ignoremos eso para ver la influencia del campo B. Si una partícula cargada negativamente volara por el cable en la dirección opuesta a la corriente, sería influenciada por el campo B para moverse en una dirección que se alejara del cable. Que no está en la dirección del campo E.

Así que no, las líneas del campo magnético no indican directamente la dirección de una fuerza en lo que respecta a las partículas cargadas en movimiento, pero los campos magnéticos ejercen una fuerza sobre ellas por separado de la fuerza que ejercería el campo eléctrico.

¿Cuál es la diferencia entre el campo magnético y las líneas de campo eléctrico?

Las líneas de campo eléctrico apuntan en la dirección en que se movería una carga de prueba hipotética. Por convención, es una carga positiva. Sólo en presencia de campos eléctricos estáticos,${\mathbf F} = q {\mathbf E}$, por lo que las flechas de las líneas del campo eléctrico son paralelas a la fuerza eléctrica , por lo que está bien llamar a las primeras líneas de fuerza (porque apuntan en la dirección de la fuerza.

Las líneas de campo magnético apuntan en la dirección en que apuntaría el polo norte de una brújula hipotética. Sólo en presencia de campos magnéticos estáticos,${\mathbf F} = q ({\mathbf v} \times {\mathbf B})$, y desde$({\mathbf v} \times {\mathbf B})$es perpendicular a${\mathbf B}$, entonces las flechas de las líneas del campo magnético son perpendiculares a la fuerza magnética , por lo que es una mala idea llamar a las primeras líneas de fuerza (porque no apuntan en la dirección de la fuerza).

Hace$d\vec B$punto en la dirección en la que experimentarías una fuerza si fueras una partícula cargada en movimiento en ese punto?

No.$\mathbf B$es perpendicular a${\mathbf F}_\text{m}$, no paralelo a él.

Sé a ciencia cierta que el campo eléctrico y la fuerza electrostática son paralelos.

Verdadero.

pero desde$F = q\ \vec v \times \vec B$para las fuerzas magnéticas, ¿significa eso realmente que si, digamos, en el siguiente gráfico, donde el punto es un cable que entra y sale de la página, que el$d\vec B$¿ Los vectores no muestran cómo se moverá una partícula cargada en movimiento en el campo?

Exactamente.$\mathbf B$no muestra la dirección de la fuerza magnética ni la dirección del camino tomado por la partícula cargada. Muestra la dirección a la que apuntaría el polo norte de una brújula.

Los campos eléctricos y magnéticos son cosas reales: pueden almacenar energía y transferir impulso.

Las "líneas de campo" o "líneas de fuerza" son una herramienta de visualización adecuada para dibujar campos vectoriales. Son mapas de los campos y los campos son cosas reales. ¿Es eso lo suficientemente bueno para ti?

Y, sí, la interacción electromagnética se puede describir de otra manera (más fundamental) como intercambio de bosones en una teoría cuántica de campos. Pero eso no cambia el hecho de que estos campos almacenan energía y transfieren impulso.