Nezávisle na směru magnetického pole na obrázku 9 je vzorek mědi magneticky přitahován k oblasti s nízkým polem vpravo na obrázku. Toto chování se označuje jako diamagnetismus. Vzorek hliníku je však přitahován směrem k oblasti vysokého pole, což se nazývá paramagnetismus. Při působení vnějšího pole na hmotu se indukuje magnetický dipólový moment. U mědi je indukovaný dipólový moment opačný ke směru vnějšího pole, u hliníku je s tímto polem vyrovnán. Magnetizace M malého objemu hmoty je součet (vektorový součet) magnetických dipólových momentů v malém objemu dělený tímto objemem. M se měří v jednotkách ampér na metr. Stupeň indukované magnetizace je dán magnetickou susceptibilitou materiálu χm, která je běžně definována rovnicí

Pole H se nazývá magnetická intenzita a stejně jako M se měří v jednotkách ampér na metr. (Někdy se také nazývá magnetické pole, ale symbol H je jednoznačný). Definice H je

Magnetizačními jevy ve hmotě se podrobně zabýváme níže. Permeabilita μ se často používá pro feromagnetické materiály, jako je železo, které mají velkou magnetickou susceptibilitu závislou na poli a předchozím magnetickém stavu vzorku; permeabilita je definována rovnicí B = μH. Z rovnic (8) a (9) vyplývá, že μ = μ0 (1 + χm).

Vliv feromagnetických materiálů na zvýšení magnetického pole vytvářeného proudovými smyčkami je poměrně velký. Na obrázku 10 je znázorněno toroidní vinutí vodivého drátu kolem železného prstence, který má malou mezeru. Magnetické pole uvnitř toroidního vinutí podobného tomu, které je znázorněno na obrázku 10, ale bez železného prstence, je dáno vztahem B = μ0Ni/2πr, kde r je vzdálenost od osy toroidu, N je počet závitů a i je proud ve vodiči. Hodnota B pro r = 0,1 metru, N = 100 a i = 10 ampérů je pouze 0,002 tesla – asi 50násobek magnetického pole na povrchu Země. Pokud stejný toroid navineme na železný kroužek bez mezery, je magnetické pole uvnitř železa větší o faktor μ/μ0, kde μ je magnetická permeabilita železa. Pro nízkouhlíkové železo za těchto podmínek je μ = 8 000 μ0. Magnetické pole v železe je pak 1,6 tesla. V typickém elektromagnetu se železo používá ke zvýšení magnetického pole v malé oblasti, jako je úzká mezera v železném prstenci znázorněná na obrázku 10. Pokud je mezera široká 1 cm, je pole v této mezeře přibližně 0,12 tesla, což je 60násobné zvýšení oproti poli 0,002 tesla v toroidu, pokud není použito železo. Tento faktor je obvykle dán poměrem obvodu toroidu a mezery ve feromagnetickém materiálu. Maximální hodnota B při velmi malé mezeře je samozřejmě výše uvedená hodnota 1,6 tesla získaná při absenci mezery.

Hustota energie v magnetickém poli je za nepřítomnosti hmoty dána 1/2B2/μ0; měří se v jednotkách joulů na metr krychlový. Celkovou magnetickou energii lze získat integrací hustoty energie v celém prostoru. Směr magnetické síly lze v mnoha situacích odvodit studiem rozložení magnetických siločar; pohyb je zvýhodněn ve směru, který směřuje ke zmenšení objemu prostoru, kde je magnetické pole silné. To lze pochopit, protože velikost B je kvadrátem hustoty energie. Na obrázku 11 jsou znázorněny některé čáry pole B pro dvě kruhové proudové smyčky s proudy v opačných směrech.

Protože Obrázek 11 je dvourozměrné zobrazení trojrozměrného pole, vzdálenost mezi čarami odráží intenzitu pole pouze kvalitativně. Vysoké hodnoty B mezi dvěma smyčkami na obrázku ukazují, že v této oblasti je velká hustota energie a oddělením smyček by se energie snížila. Jak bylo uvedeno výše, jedná se o další způsob pohledu na zdroj odpuzování mezi těmito dvěma smyčkami. Obrázek 12 ukazuje pole B pro dvě smyčky s proudy ve stejném směru. Síla mezi smyčkami je přitažlivá a vzdálenost, která je odděluje, je rovna poloměru smyčky. Výsledkem je, že pole B v centrální oblasti mezi oběma smyčkami je do pozoruhodně vysoké míry homogenní. Takové uspořádání se nazývá Helmholtzova cívka. Pečlivou orientací a nastavením proudu ve velké Helmholtzově cívce je často možné zrušit vnější magnetické pole (například magnetické pole Země) v oblasti prostoru, kde experimenty vyžadují nepřítomnost všech vnějších magnetických polí.

Frank Neville H. RobinsonEustace E. SucklingEdwin Kashy.