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Une nappe de courant est un courant électrique qui est confiné à une surface , plutôt que de se propager à travers un volume d'espace. Les nappes de courant sont utilisées en magnétohydrodynamique (MHD), un modèle de fluides électroconducteurs : si un courant électrique traverse une partie du volume d'un tel fluide, les forces magnétiques ont tendance à l'expulser du fluide, comprimant le courant en fines couches qui traversent le volume.

La plus grande nappe de courant présente dans le système solaire est la nappe de courant dite héliosphérique , qui mesure environ 10 000 km d'épaisseur et s'étend du Soleil au-delà de l'orbite de Pluton .

Dans les plasmas astrophysiques tels que la couronne solaire , les feuilles de courant pourraient théoriquement avoir un rapport hauteur/largeur (largeur divisée par épaisseur) aussi élevé que 100 000:1. En revanche, les pages de la plupart des livres ont un rapport hauteur/largeur proche de 2 000:1. Comme les feuilles de courant sont si fines par rapport à leur taille, elles sont souvent traitées comme si elles avaient une épaisseur nulle ; c'est le résultat des hypothèses simplificatrices de la MHD idéale. En réalité, aucune feuille de courant ne peut être infiniment fine car cela nécessiterait un mouvement infiniment rapide des porteurs de charge dont le mouvement provoque le courant.

Les nappes de courant dans les plasmas stockent l'énergie en augmentant la densité énergétique du champ magnétique . De nombreuses instabilités du plasma se produisent à proximité de nappes de courant fortes, qui ont tendance à s'effondrer, provoquant une reconnexion magnétique et libérant rapidement l'énergie stockée. Ce processus est la cause des éruptions solaires et est l'une des raisons de la difficulté de la fusion par confinement magnétique , qui nécessite de forts courants électriques dans un plasma chaud.

Une nappe de courant infinie peut être modélisée comme un nombre infini de fils parallèles transportant tous le même courant. En supposant que chaque fil transporte un courant I et qu'il y a N fils par unité de longueur, le champ magnétique peut être déduit à l'aide de la loi d'Ampère :

R est une boucle rectangulaire entourant la nappe de courant, perpendiculaire au plan et perpendiculaire aux fils. Dans les deux côtés perpendiculaires à la nappe, puisque . Dans les deux autres côtés, , donc si S est un côté parallèle de la boucle rectangulaire de dimensions L × W, l'intégrale se simplifie en : Puisque B est constant en raison du chemin choisi, il peut être retiré de l'intégrale : L'intégrale est évaluée : En résolvant pour B , en branchant pour I _enc (courant total enfermé dans le chemin R ) comme I × N × L , et en simplifiant : Notamment, l'intensité du champ magnétique d'une nappe de courant infinie ne dépend pas de la distance par rapport à elle.

La direction de B peut être trouvée via la règle de la main droite .

Un équilibre de feuille de courant unidimensionnel bien connu est la feuille de Harris, qui est une solution stationnaire du système Maxwell-Vlasov. Le profil de champ magnétique d'une feuille de Harris le long de est donné par où est l'intensité asymptotique du champ magnétique et fournit l'épaisseur de la feuille de courant. La densité de courant est donnée par La pression du plasma est donnée par où est la pression asymptotique.