Електричний струм у провідниках одержують завдяки енергії сторонніх джерел ЕРС. При проходженні в замкненому провідному контурі постійного струму його енергія витрачається на виділення джоулевого тепла і на живлення споживачів, а магнітне поле навколо провідника не змінюється. Зі зміною струму змінюються магнітне поле і його потік індукції крізь поверхню, що охоплюється провідним контуром. Внаслідок цього в провіднику виникає ЕРС індукції, напрямлена за правилом Ленца завжди так, що протидіє змінам струму і магнітного потоку. При вмиканні джерела сторонніх ЕРС сила струму зростає від нуля до /. Відповідно змінюється магнітний потік і в контурі виникає ЕРС індукції, дія якої протилежна дії ЕРС джерела.
Щоб сила струму зростала, необхідно ЕРС індукції компенсувати енергією сторонніх ЕРС. Отже, у процесі зростання сили струму джерело сторонніх ЕРС виконує роботу проти ЕРС індукції. Ця робота йде на створення магнітного поля, енергія якого дорівнює роботі сторонніх ЕРС. За час dt при силі струму I буде виконана робота
.
Зі зміною потоку dФ пов'язана зміна енергії магнітного поля
.
Оскільки dФ = LdI, то
. (6.23)
Інтегруючи (6.23) в межах від нуля до I, одержуємо
. (6.24)
Формула (6.24) визначає енергію магнітного поля замкненого провідного контуру зі струмом I та індуктивністю L.
Свідченням наявності енергії магнітного поля є виникнення екстраструмів розмикання. У цьому явищі ми маємо справу з перетворенням енергії магнітного поля провідника з індуктивністю L в енергію струму самоіндукції. Оскільки L залежить від магнітних властивостей середовища, де локалізоване магнітне поле, то й енергія магнітного поля також залежить як від сили і розподілу струмів, так і від властивостей навколишнього середовища. Енергія магнітного поля розподілена в усьому просторі, де локалізоване поле, і формула (6.24) визначає повну енергію магнітного поля струму. Однак часто важливо знати енергетичні характеристики в окремих областях чи навіть точках заданого магнітного поля. Для цього треба формулу для обчислення енергії виразити через вектори поля, які є локальними характеристиками його в кожній точці. Для спрощення розглянемо окремий випадок магнітного поля нормального соленоїда зі струмом, розміщеного у вакуумі. Індуктивність соленоїда 
. Рівність (6.24) перепишеться так:
.
Всередині соленоїда магнітне поле є однорідним, і його індукція 
. Тоді
. (6.25)
Якщо врахувати, що В = 
H, де H — вектор напруженості магнітного поля, то формула (6.25) матиме такий вигляд:
. (6.26)
Енергія магнітного поля розподілена в просторі навколо провідника з об'ємною густиною
. (6.27)
Отже, об'ємна густина енергії магнітного поля в околі кожної точки простору визначається значеннями векторів поля в цій точці.
Лекція 18
