Определим работу источника тока, которую он должен совершить, чтобы в контуре с индуктивностью
создать ток
. Работа источника, по перемещению заряда
против ЭДС индукции равна:
. Она же равна увеличению энергии магнитного поля контура при увеличении в нем тока на
. Полную энергию магнитного поля контура с током
получим после интегрирования:
. (21.1)
В частности, энергия магнитного поля в куске безграничного соленоида длиной
будет равна:

.
В преобразованиях мы использовали результаты 20.3 и 16.6. Окончательный результат дает нам энергию однородного магнитного поля в объеме
. Используя его, можем определить объемную плотность энергии магнитного поля:
. (21.2)
В случае неоднородного магнитного поля его энергия в любом объеме может быть найдена интегрированием по этому объему:
. (21.3)
Энергетические соотношения могут быть использованы и для нахождения индуктивностей проводников. Покажем это на третьем примере, рассмотренном в предыдущем параграфе.
Определяем энергию магнитного поля на единицу длины коаксиального кабеля, а затем и индуктивность единицы длины:

.
Получили тот же результат, что и при использовании для вывода выражения (20.2).