Magnetické pole rovnoběžných vodičů s proudem

Chceme-li vyšetřovat magnetické pole dvou vodičů s proudem, musíme nejdříve prozkoumat detailněji magnetické pole, které vzniká kolem osamoceného přímého dostatečně dlouhého vodiče.

Ideální by bylo vyšetřovat magnetické pole v okolí nekonečně dlouhého vodiče, neboť bychom se nemuseli zabývat jevy, které nastávají na koncích vodiče. Takový vodič ale neexistuje.

Magnetické indukční čáry jsou soustředné kružnice se středem v ose vodiče ležící v rovině kolmé k vodiči. Vektor magnetické indukce leží v rovině kolmé k vodiči a má směr tečny k magnetické indukční čáře (viz obr. 129). Pro velikost magnetické indukce v bodě A platí vztah: , kde I je proud procházející vodičem, d vzdálenost bodu od vodiče (tj. poloměr magnetické indukční čáry) a permeabilita prostředí (např. jádra cívky, …). Pro vakuum (a přibližně i pro vzduch) má permeabilita vakua hodnotu . Permeabilita prostředí souvisí s permeabilitou vakua vztahem , kde je relativní permeabilita prostředí.

Relativní permeabilita výrazným způsobem ovlivňuje magnetické vlastnosti látek.

Nyní uvažujme situaci, kdy je v magnetickém poli přímého vodiče umístěn rovnoběžně další velmi dlouhý tenký vodič, kterým protéká proud. Vodiče na sebe budou působit magnetickou silou, neboť každý z nich se nachází v magnetickém poli druhého vodiče. Směr magnetické síly, která působí na jeden z rovnoběžných vodičů s proudem, závisí na směru proudu v druhém vodiči (viz obr. 130):

1. proudy ve vodičích mají souhlasný směr - vodiče se přitahují

2. proudy ve vodičích mají opačný směr - vodiče se odpuzují

Tato interakce je tedy „opačná“ než interakce dvou nábojů resp. dvou magnetů.

Určíme nyní velikost magnetické síly, která působí na část jednoho vodiče délky l, je-li druhý vodič vzdálen od tohoto vodiče d: , kde a jsou proudy ve vodičích. Na základě tohoto vztahu se definuje jednotka ampér patřící mezi základní jednotky soustavy SI.

Výraz jsme do vztahu pro magnetickou sílu nepsali, neboť magnetické indukční čáry magnetického pole vytvářeného jedním vodičem jsou kolmé ke druhému vodiči. A tedy .