Плотность тока насыщения:

,

где n₀ – число пар ионов, создаваемых ионизатором в единице объема в единицу времени; d – расстояние между электродами;

,

где N – число пар ионов, создаваемых ионизатором за время t в пространстве между электродами объемом V.

Магнитное поле

Магнитная индукция и напряженность магнитного поля связаны соотношением

модуль магнитной индукции и напряженности:

где mm₀ – магнитная постоянная, mm – магнитная проницаемость среды.

Закон Био-Савара-Лапласа

,

где – магнитная индукция поля, создаваемая элементом длины проводника с током I; – радиус-вектор, проведенный от к точке, в которой определяется магнитная индукция.

Модуль вектора :

где aa ‒ угол между векторами и .

Принцип суперпозиции магнитных полей: магнитная индукция В результирующего поля равна векторной сумме магнитных индукций В₁, В₂,…В_n складываемых полей, т.е.

_,

_.

Магнитная индукция поля, создаваемая бесконечно длинным прямым проводником с током:

где R – расстояние от оси проводника до точки рассмотрения.

Магнитная индукция поля, создаваемая отрезком проводника:

Магнитная индукция в центре кругового проводника с током:

где R ‒ радиус кривизны проводника.

Магнитная индукция точечного заряда q, свободно движущегося с нерелятивистской скоростью :

где ‒ радиус-вектор, проведенный от заряда к точке наблюдения.

Модуль магнитной индукции:

где  ‒ угол между векторами и .

Закон полного тока для магнитного поля в вакууме (теорема о циркуляции вектора ):

,

где ₀ – магнитная постоянная; – вектор элементарной длины контура, направленной вдоль контура; В_l = B  cos – составляющая вектора в направлении касательной контура L произвольной формы (с учетом выбранного направления обхода);  – угол между векторами и ; – алгебраическая сумма токов, пронизывающих контур.

Магнитная индукция поля внутри соленоида (в вакууме), имеющего N витков:

где l – длина соленоида; n = N/l – число витков на единицу длины.

Магнитная индукция поля на оси соленоида конечной длины:

где ₁ и ₂ – угол между осью соленоида и радиус-вектором, проведенным из рассматриваемой точки к концам соленоида.

Закон Ампера:

сила, действующая на проводник с током в магнитном поле:

,

где I – сила тока; – вектор, равный по модулю длине dl проводника и совпадающий по направлению с током; – магнитная индукция поля.

Модуль вектора F определяется выражением

F = BIlsinα,

где  – угол между векторами и .

Сила взаимодействия двух прямых бесконечно длинных параллельных проводников с токами I₁ и I₂, находящихся на расстоянии d друг от друга, рассчитанная на отрезок проводника длиной l:

Магнитный момент контура с током:

,

где – вектор, равный по модулю площади S, охватываемой контуром и совпадающей по направлению с нормалью к его плоскости.

Механический момент, действующий на контур с током, помещенный в однородное магнитное поле:

.

Модуль механического момента:

,

где  – угол между векторами и .

Сила, действующая на контур с током в магнитном поле (изменяющемся вдоль оси х):

где – изменение магнитного поля вдоль оси х, рассчитанное на единицу длины;  – угол между векторами и .

Период колебаний магнитной стрелки (контура с током), обладающей магнитным моментом и находящейся в магнитном поле индукции :

,

где I ‒ момент инерции стрелки относительно точки подвеса.