Die gesetzliche Ampere-Definition

Wir kennen nun die Kraft, die auf einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld wirkt. Außerdem wissen wir, dass ein Leiter selbst von einem Magnetfeld umgeben ist, das ihn in konzentrischen Ringen umgibt. Wir wollen nun betrachten, welche Kraft ein gerader Leiter im Feld eines anderen, parallel angeordneten Leiters erfährt.

Ein gerader Leiter, der vom Strom der Stärke $I$ durchflossen wird, besitzt im Abstand $r$ ein Magnetfeld vom Feldstärkebetrag

$$B=\frac{{\mu }_0}{2\pi }\cdot \frac{I}{r}\text{.}$$

Im Bild betrachten wir nun den rechten Draht, der sich im Feld $B_1=\frac{{\mu }_0}{2\pi }\cdot \frac{I_1}{r}$ des linken Drahtes befindet.

Der Feldvektor am Ort des rechten Drahtes steht senkrecht zu dessen Stromrichtung. Die Lorentz-Kraft auf den rechten Draht ist somit

$$F_L=l\cdot I_2\cdot B_1=l\cdot \frac{{\mu }_0}{2\pi }\cdot \frac{I_1\cdot I_2}{r}\text{.}$$

Günstig ist es hier auch, die Kraft pro Länge zu betrachten

$$\frac{F_L}{l}=\frac{{\mu }_0}{2\pi }\cdot \frac{I_1\cdot I_2}{r}\text{.}$$

Wenn also $I_1=I_2=1\text{A}$ bei einem Abstand der Drähte von$r=1\text{m}$ , dann ist$\frac{F}{l}\approx 2\cdot {10}^{-7}\frac{\text{N}}{\text{m}}$.

Durch eine entsprechende Messung ist die gesetzliche Definition der Stromstärkeeinheit Ampere festgelegt.