La force magnétique entre deux courants parallèles

Deux conducteurs longs, droits et parallèles transportant un courant exercent une force de même magnitude l'un sur l'autre. La direction de la force dépend de la direction du courant dans les conducteurs.

La force exercée par le champ magnétique dû au premier conducteur sur une longueur finie du deuxième conducteur est donnée par le produit du courant dans le deuxième conducteur et du produit vectoriel du vecteur de longueur le long de l'élément de courant et du champ dû au premier conducteur. Selon la règle de la main droite pour le produit vectoriel, la force sur le deuxième conducteur est dirigée vers le premier conducteur. De même, le champ dû au deuxième conducteur exerce une force de même magnitude sur le premier conducteur et est dirigé vers le deuxième conducteur. Ainsi, les forces sont attractives lorsque le courant dans les deux conducteurs circule dans la même direction. Inverser la direction du courant dans l'un des conducteurs rend la force répulsive.

Étant donné que les fils sont très longs, la force est souvent exprimée en termes de force par unité de longueur, ce qui constitue la base de la définition de l'unité "Ampère" pour le courant. Quantitativement, un Ampère est la quantité de courant présente dans chacun des deux conducteurs parallèles de longueur infinie séparés par un mètre dans l'espace vide, ce qui fait que chaque conducteur subit une force exacte de 1 N/m.

Cette force est responsable de l'effet d'étranglement dans les arcs électriques et autres plasmas. La force est apparente si la densité de charge globale est nulle ; sinon, la répulsion de Coulomb l'emporte sur l'attraction magnétique. Une force attractive comprime les courants dans un tube plus étroit dans un arc électrique, où les charges se déplacent parallèlement les unes aux autres. Dans les grands disjoncteurs, tels que ceux utilisés dans les systèmes de distribution d'énergie de quartier, l'effet d'étranglement peut concentrer un arc entre les plaques d'un interrupteur essayant de couper un fort courant, brûler des trous et même enflammer l'équipement. Un autre exemple de l'effet d'étranglement se trouve dans le plasma solaire, où des jets de matière ionisée, tels que les éruptions solaires, sont façonnés par des forces magnétiques.