Um campo magnético é uma região do espaço onde uma força magnética pode ser sentida. Pense nele como uma aura invisível que rodeia um íman. Embora não possamos ver o campo diretamente, podemos visualizar o seu efeito usando limalha de ferro. Quando polvilhada perto de um íman, a limalha alinha-se com o campo, revelando padrões.

Esses padrões são chamados de linhas de campo magnético. Por convenção, estas linhas saem do polo norte de um íman e entram no polo sul. Onde as linhas estão mais próximas, o campo magnético é mais forte. Onde estão mais afastadas, é mais fraco.

Os ímanes têm dois polos, norte e sul. Tal como as cargas elétricas, os polos magnéticos interagem: polos opostos atraem-se, enquanto polos iguais repelem-se. Esta repulsão é visível quando dois polos iguais são aproximados.

Diferentes materiais reagem de formas distintas aos campos magnéticos. Um grupo especial, chamado materiais ferromagnéticos, é fortemente atraído por ímanes e pode ser magnetizado para se tornar um íman permanente. Os exemplos mais comuns são o ferro, o níquel e o cobalto.

A sua propriedade única deve-se a pequenas regiões magnéticas no seu interior, chamadas domínios magnéticos. Num material não magnetizado, estes domínios estão orientados aleatoriamente, e os seus efeitos magnéticos anulam-se mutuamente. No entanto, quando o material é exposto a um campo magnético externo, os domínios alinham-se. Este alinhamento transforma o material num íman.

Esta capacidade de alinhar domínios e concentrar linhas de campo magnético torna os materiais ferromagnéticos essenciais para a construção de núcleos de transformadores, pois guiam eficientemente o campo magnético de uma bobina para outra.

Os campos magnéticos não são produzidos apenas por ímanes permanentes. Uma das descobertas mais importantes da física foi que as correntes elétricas também geram campos magnéticos. Este é o princípio do eletromagnetismo.

Duas leis fundamentais ajudam-nos a descrever esta relação.

Aqui, $\mu_0$ é uma constante chamada permeabilidade do vácuo, e $\hat{r}$ é um vetor que aponta do segmento de fio para o ponto onde estamos a medir o campo. Essencialmente, quanto maior a corrente ou menor a distância, mais forte é o campo magnético.

Esta equação diz que se somarmos o campo magnético ao longo de um laço fechado, o total é diretamente proporcional à corrente que passa por dentro desse laço. É uma ferramenta poderosa para compreender como a corrente numa bobina de um transformador cria um campo magnético forte e contido no seu núcleo.

A compreensão destes princípios — campos magnéticos, o comportamento dos materiais ferromagnéticos e como as correntes geram magnetismo — é a base para entender como os transformadores funcionam. Eles utilizam estes conceitos para transferir energia eficientemente através de campos magnéticos.