Два проводника с электрическим током одного направления притягиваются друг к другу, а с противоположными — отталкиваются. Этот опыт многим из нас показывали еще в школе.
Зная о магнитном давлении, нам нетрудно объяснить это явление. На рисунке два проводника с током уходят от нас за страницу книги (смотри рисунок «а»). Силовые линии магнитного поля здесь представляют собой окружности с центром на оси проводника. Их направление правовинтовое и подчиняется так называемому «правилу буравчика»: буравчик надо ввертывать по направлению тока, тогда вращение ручки его указывает на направление силовых линий. В случае «а» оба тока текут от нас и силовые линии совпадают по направлению с движением часовой стрелки. В случае «б», когда один из токов направлен на нас, его магнитные силовые линии имеют обратное направление.
Рисунок показывает, что при одинаковом направлении тока силовые линии между проводниками направлены противоположно и магнитное поле ослабляется или при равных токах просто уничтожается. Поэтому магнитное давление между проводниками слабее наружного. Естественно, что в результате этого давления проводники будут сближаться, притягиваться друг к другу. Обратная картина наблюдается при противоположных токах. Магнитное поле, а следовательно, и давление, будет больше между ними, и проводники будут расталкиваться.
Продолжим наши рассуждения. Возьмем один толстый проводник. Можно мысленно его разделить на более тонкие проводники, по которым текут отдельные токи. Учитывая попарно их, мы придем к заключению, что магнитное поле внутри проводника слабее, чем наружное, а на оси цилиндрического проводника даже равно нулю. По этой причине любой проводник с током сжимается силами магнитного давления.
Величина магнитного давления зависит от сопротивления проводника. Идеальный проводник, обладающий бесконечной проводимостью, испытывает наибольшее давление, так как магнитное поле внутрь него не проникает. Но тогда и сам электрический ток может протекать только по бесконечно тонкому поверхностному слою такого проводника. Ток не может течь внутри идеально проводящей среды, так как вместе с ним появится магнитное поле, вызывающее бесконечно большие токи электромагнитной индукции.
Это явление имеет место также и в обычных металлических проводниках. Радиолюбители знают, что оно называется скин-эффектом. Медленное проникновение магнитного поля в такие проводники возможно: оно не вызывает больших индукционных токов. Поэтому постоянный или переменный ток низкой частоты постепенно заполняет весь объем проводника. Однако за короткое время магнитное поле и ток не успевают проникнуть внутрь проводящей среды, и быстро переменные токи текут в тонком слое у поверхности проводника. Толщина этого скин-слоя зависит от частоты переменного тока. Чем она больше, тем меньше время, за которое ток течет в одном направлении, и тем тоньше скин-слой. Омическое сопротивление проводника при этом возрастает, ибо током используется небольшая часть его сечения. Следовательно, при большой проводимости и кратковременных электрических токах магнитное поле и давление действуют только у поверхности и сильно сжимают проводник.