为什么在流动的导线周围会产生磁场？

磁场的概念只是确定相对移动的电荷之间的力的数学捷径。

当电荷相对静止时，一个简单的公式可以说明它们之间的力。力与电荷的乘积成正比，与电荷之间距离的平方成反比。

当电荷开始运动时，我们必须考虑相对论的影响。当电荷在空间中运动时，它会观察到它前面所有东西的洛伦兹收缩。事情变得非常复杂因为洛伦茨收缩的方程是二阶多项式。在我们日常用电中，电子移动得非常慢。在一根携带100安培的10号实心铜线中，电子的平均速度只有大约每秒2毫米。不要将此与电脉冲的速度混淆。虽然电子以群速度缓慢移动，但波可以非常迅速地从一个电子传到另一个电子，从而使相速度接近光速。我们关心的是群速度。尽管光速只有每秒2毫米，但爱因斯坦说，光速的任何一分之一都会导致运动物体前方的景象被压缩和缩小。因为视图正在缩小，更多的侧视图移动到前面。事物被去放大，但更多的事物被看到。由于电荷看到更多的电荷，它将偏离一个额外的数量，以静态情况。磁场和内部电荷运动的规则解释了爱因斯坦所有的调整。与狭义相对论相比，研究磁场要容易得多。

你可能会问“无穷小的洛伦兹收缩怎么会明显地影响到每秒移动2毫米的物体呢？”原因是电荷比重力强得多。与电荷有关的力对我们是隐藏的，因为我们日常生活中所有的电荷都被相反的电荷抵消了。当物体以每秒2毫米的速度运动时，你需要做的调整是非常微小的，大约只有10的24次方分之一。但特别的是，电荷的威力是重力的10^24倍。这使得修正足够大，而磁场的概念有助于容易地计算它。