The solution at revision #18080 of , by jzmicer. This is not the current version.

Условие

11.3.6∗. Внутренний радиус обмотки длинного соленоида м, внешний радиус м, число витков на единицу длины соленоида .
Определите индуктивность единицы длины соленоида.

Решение

Известно, что при прохождении через обладающий индуктивностью (на единицу длины!!!) запасает энергию магнитного поля

Объёмная плотность этой энергии равна

Теперь важно вспомнить, что формула поля внутри катушки верна только для тонкого соленоида, а мы, видимо, имеем дело с многовитковой катушкой (думаю, условие необходимо уточнить).
Предположим, что ток равномерно распределен по обмотке. Очевидно, что в некой точке на расстоянии от оси соленоида поле создается только внешними относительно этой точки витками (если это непонятно, стоит вернуться к задаче о поле тонкого соленоида). Тогда магнитное поле в пространстве

при

при

при
Исходя из всего этого, запишем

Здесь — площадь кольцевого элемента сечения. Дальше дело техники: вынесем константы, разделим обе части на и проинтегрируем по 2-м областям

Вычисляя интегралы, получаем:


Гнм

Ответ у Савченко неверен. Ответ как в задачнике получается при условии, что магнитное поле во всем объеме соленоида одинаково и равно максимальному .

Ответ

Гнм