V každém poli působí určitá síla (gravitační pole – gravitační síla, elektrické pole – elektrická síla). Podobně je tomu i u pole magnetického a projevem magnetické síly je např. vzájemné přitahování či odpuzování magnetů nebo otáčení magnetky.
Velikost silového působení mezi dvěma magnety stanovil Charles Coulomb pomocí pozměněných torzních vah. Místo tyčinky s destičkou a zelektrované kuličky přišly do skleněné nádoby dva magnety. Dospěl k úplně stejnému vztahu, jaký nalezl pro sílu v elektrostatickém poli, tzn. že odpudivá síla mezi dvěma póly magnetu je nepřímo úměrná druhé mocnině jejich vzdálenosti. Podobně jako u elektrostatického pole zavedl pojem elektrický náboj, tak i v poli magnetickém zavedl pojem magnetické množství. V současné době už se Coulombem zavedený pojem magnetického množství nepoužívá. Realizace magnetického coulombova zákona je nemožná, protože nemůžeme oddělit jednotlivé póly magnetu a definovat pro ně tento zákon.
Vodič s proudem mezi póly dvou magnetů.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Mezi póly magnetu umístíme vodič s proudem. Budou na sebe působit dvě magnetická pole – magnetické pole magnetu, jehož siločáry směřují od severu k jihu a magnetické pole vodiče, jehož směr určíme podle Ampérova pravidla pravé ruky. Podle směru proudu ve vodiči a orientace magnetických indukčních čar se vodič vychýlí buď vpravo, nebo vlevo. Jestliže při stejné orientaci magnetických indukčních čar změníme směr proudu, změní se výchylka vodiče v opačnou. Příčinou vychýlení vodiče je vzájemné působení magnetických polí magnetu a vodiče s proudem. Na dalším obrázku je naznačeno rozložení indukčních čar obou polí. V levé části obrázku jdou indukční čáry opačným směrem, kdežto v pravé části jdou stejným směrem. V části, kde siločáry jdou stejným směrem dojde k zhuštění, v druhé části, kde jdou siločáry proti sobě, dojde k zředění. Výsledné magnetické pole bude mít tvar jako na následujícím obrázku. Vidíme, že silnější pole vtlačuje vodič do místa se slabším polem, vznikla magnetická síla, která vodič vychyluje.
Vznik magnetické síly.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Abychom určili velikost magnetické síly, budeme uvažovat zjednodušený případ vodiče v homogenním magnetickém poli, který je kolmý na indukční čáry a do magnetického pole zasahuje délkou l. Je jasné, že velikost magnetické síly bude záviset na proudu I ve vodiči a na délce l
Tento zákon se označuje jako Ampérův zákon a André Maria Ampére ho na základě experimentů publikoval v roce 1826. Tento zákon má četné technické aplikace – elektrické motory, ručkové měřící přístroje apod.
Směr působící síly určíme pomocí Flemingova pravidla levé ruky: Položíme–li otevřenou levou ruku k přímému vodiči tak, aby prsty ukazovaly směr proudu a indukční čáry vstupovaly do dlaně, ukazuje odtažený palec směr síly, kterou působí magnetické pole na vodič s proudem.
Jestliže indukční čáry nejsou kolmé na vodič, pak výsledná síla je vždy menší. V případě, že by vodič měl stejný směr jako indukční čáry, magnetická síla nevznikne a magnetické pole na vodič nepůsobí. Vodič může být i ve tvaru závitu, pak i na něj působí magnetická síla, která se dá využít např. u elektromotorů nebo deprézského měřícího přístroje.
Magnetickými poli na sebe navzájem působí i dva vodiče s proudem. V závislosti na směru proudu se buď přitahují nebo odpuzují. Jsou–li směry proudu v obou vodičích stejné, pak se přitahují, jsou–li opačné, pak se odpuzují. Tento jev snadno vysvětlíme pomocí zeslabování a zesilování magnetického pole podle vzájemné orientace indukčních čar. Nejsou–li vodiče rovnoběžné, otáčí se tak, aby se rovnoběžnými staly a aby jimi procházel proud týmž směrem.
Magnetické pole dvou rovnoběžných vodičů.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Ze vzájemného silového působení dvou rovnoběžných vodičů s proudem vychází i definice jednotky elektrického proudu – ampéru: Ampér je stálý proud, který při průchodu dvěma přímými rovnoběžnými nekonečně dlouhými vodiči zanedbatelného průřezu umístěnými ve vakuu ve vzdálenosti 1 m od sebe vyvolá mezi vodiči sílu o velikosti 2 · 10–7 N na 1 m délky vodiče.
