Virtajohtimien välinen vuorovaikutus

Kahden lähekkäisen virtajohtimen välillä havaitaan magneettinen veto- tai poistovoima. Arkielämässä esiintyvillä virroilla vuorovaikutus on kuitenkin heikko, eikä sitä käytännössä havaita. Johtimien välisen vuorovaikutuksen voi tulkita niin, että ensimmäinen johtimista synnyttää magneettikentän, jossa toinen johdin sijaitsee. Tällöin tilanne vastaa edellä esiteltyä tilannetta, jossa johdin oli magneettikentässä.

Tarkastellaan tilannetta, jossa kahdessa johtimessa on yhdensuuntaiset sähkövirrat [[$ I_1 $]]​ ja [[$ I_2 $]]​. Ensimmäisen johtimen muodostaman kentän vuontiheys etäisyydellä [[$ r $]] on

[[$ \quad B_1=\dfrac {\mu_0}{2\pi}\dfrac {I_1}{r} $]]​.

Toiseen johtimeen, jossa kulkee virta [[$I_2$]], kohdistuu voima

​[[$ \quad F=I_2lB_1 $]]​​.

Suunnan päätellään olevan kohti johdinta 1 oikean käden säännön mukaisesti. Yhdistämällä voiman lauseke magneettivuon tiheyden lausekkeeseen saadaan​ [[$ \quad F=I_2 l B=\dfrac {\mu_0}{2\pi}\dfrac {I_1 I_2}{r}l $]]​.

Vastaavanlainen tarkastelu voidaan tehdä siten, että määritetään johtimeen 1 kohdistuvaa voimaa. Tarkastelun tulos on, että johtimeen 1 kohdistuu yhtä suuri, mutta vastakkaissuuntainen magneettinen voima verrattuna johtimen 2 voimaan. Tämä on selvää myös Newtonin 3. lain perusteella. Mikäli sähkövirrat johtimissa olisivat vastakkaissuuntaiset, ovat voimat edelleen yhtä suuret ja vastakkaissuuntaiset, mutta johtimet hylkivät toisiaan.

Kahden virtajohtimen välinen voima

Kaksi yhdensuuntaista virtajohdinta kohdistavat toisiinsa voiman, joka noudattaa kaavaa

[[$ \quad F=\dfrac {\mu_0}{2\pi}\dfrac {I_1 I_2}{r}l $]].

  • [[$ \mu_0 $]]​ on tyhjiön permeabiliteetti, jonka arvo on [[$ \mu_0=4\pi \cdot 10^{-7} \frac{\text{T}\cdot \text{m}}{\text{A}} $]]​, [[$ I_1 $]]​ ja [[$ I_2 $]] ovat johtimien sähkövirrat, [[$ r $]]​ johtimien välinen etäisyys ja [[$ l $]]​ johtimien pituus.
  • Johtimet vetävät toisiaan puoleensa, mikäli niiden sähkövirrat ovat samansuuntaiset. Jos virrat ovat vastakkaissuuntaiset, voima on hylkivä.