Енергія магнітного поля

На межі розділу двох середовищ з різною магнітною проникністю (наприклад, на межі сталі та повітря) магнітні лінії практично перпендикулярні поверхні розділу. При цьому магнітне поле намагається замкнутися найкоротшим шляхом. Тому, наприклад, електромагніт притягує свій якір до полюсів, виконуючи певну механічну роботу. Логічно уявити, що ця робота виконується за рахунок зникнення магнітного поля у повітряному проміжку і що магнітне поле є носієм енергії. Якщо магнітне поле створюється струмом котушки, то його енергія є результатом роботи джерела живлення котушки з ЕРС. Енергія, накопичена у магнітному полі ( , Дж), при умові, що індуктивність стала (тобто коли відсутнє насичення магнітопроводу чи спад магнітної напруги у феромагнітних ділянках магнітопроводу значно менший від спаду магнітної напруги у повітряному проміжку):

Отже, індуктивність спричинює інерційність магнітного поля. Як струм через індуктивність не може змінитися стрибком, так і магнітне поле не може виникати чи зникати миттєво.

Якщо підставити значення індуктивності у цю формулу, то енергія магнітного поля кільцевої котушки буде:

Тоді магнітна енергія до одиниці об’єму ( ) чи щільність енергії магнітного поля ( ) буде:

Ця формула може бути використана як для однорідного, так і для неоднорідного магнітного поля.