The solution before 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 рассмотрим кусок соленоида длиной . 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

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