Энергия магнитного поля. Проводник с током всегда окружен магнитным полем, которое появляется и исчезает одновременно с появлением и исчезновением тока

Проводник с током всегда окружен магнитным полем, которое появляется и исчезает одновременно с появлением и исчезновением тока. Магнитное поле, как и электрическое, является носителем энергии. На создание магнитного поля тратится часть энергии тока, поэтому можно предположить, что энергия магнитного поля равна работе, которая затрачивается током на создание этого поля. Рассмотрим контур, по которому течет ток I. Контур имеет индуктивность L. Если ток в контуре изменится на dI, то сцепленный с ним поток изменится на dФ = L dI, при этом будет совершена работа dА = I dФ = LI dI. Работа по созданию потока Ф равна:

. (4.8.13)

Энергия магнитного поля, связанного с контуром

W = LI²/2. (4.8.14)

Вычислим энергию однородного магнитного поля внутри длинного соленоида. Известно, что:

L = mm₀ n² V, B = mm₀Н, Н = nI.

Подставив значение L и I в (4.8.14), получим:

(4.8.15)

где V = S · - объем соленоида. Энергия локализована внутри соленоида и распределена с постоянной плотностью . Итак,

. (4.8.16)