РУҚА
Задание № 14 · ЕГЭ

Плотность энергии магнитного поля

Энергия магнитного поля, приходящаяся на единицу объёма
2 мин чтенияСложность: Обновлено 27 сентября 2026

Плотность энергии магнитного поля — это энергия магнитного поля, содержащаяся в единице объёма пространства. Она показывает, насколько «энергетически насыщено» поле в данной области.

Плотность энергии магнитного поля
Физическая величина, равная отношению энергии магнитного поля к объёму области, в которой эта энергия сосредоточена. Обозначается \(w\) и измеряется в джоулях на кубический метр (\(\text{Дж/м}^3\)).

Понятие связано с энергией магнитного поля, но не совпадает с ней: энергия характеризует всё поле в выбранном объёме, а плотность энергии — энергию каждого кубического метра. В однородном поле плотность энергии одинакова во всех точках.

\(w\)
плотность энергии магнитного поля
Дж/м³
\(B\)
магнитная индукция
Тл
\(H\)
напряжённость магнитного поля
А/м
\(μ\)
магнитная проницаемость среды
Гн/м

Формула

Для однородной линейной среды плотность энергии выражается через магнитную индукцию \(B\) и магнитную проницаемость среды \(\mu\):

\[w=\frac{B^2}{2\mu}\]

Так как \(B=\mu H\), эту формулу можно записать и так:

\[w=\frac{BH}{2}=\frac{\mu H^2}{2}\]

В вакууме или воздухе обычно используют \(\mu\approx\mu_0\), где \(\mu_0\) — магнитная постоянная. При неизменной среде плотность энергии пропорциональна квадрату магнитной индукции: если \(B\) увеличить в 2 раза, \(w\) возрастёт в 4 раза. Магнитное поле в веществе может иметь другую плотность энергии из-за иной магнитной проницаемости.

№
Пример

Если магнитная индукция в вакууме увеличилась в 3 раза, плотность энергии увеличилась в \(3^2=9\) раз. Точное значение можно найти по формуле \(w=\frac{B^2}{2\mu_0}\).

!
Не путайте

Плотность энергии \(w\) измеряется в \(\text{Дж/м}^3\), а магнитная индукция \(B\) — в теслах. Это разные величины: \(B\) характеризует магнитное поле, а \(w\) — энергию, запасённую в нём.

Проверьте себя

Во сколько раз изменится плотность энергии в одной и той же среде, если магнитная индукция уменьшится в 2 раза?

Главное за минуту

Главное

  • Плотность энергии магнитного поля — энергия, приходящаяся на единицу объёма; единица измерения — \(\text{Дж/м}^3\).
  • В линейной среде \(w=\frac{B^2}{2\mu}=\frac{BH}{2}\).
  • При неизменной среде плотность энергии пропорциональна квадрату магнитной индукции.