Oavsett riktningen på magnetfältet i figur 9 dras ett kopparprov magnetiskt till det låga fältet till höger i ritningen. Detta beteende kallas diamagnetism. Ett aluminiumprov dras däremot till området med högt fält i en effekt som kallas paramagnetism. Ett magnetiskt dipolmoment induceras när materia utsätts för ett yttre fält. För koppar är det inducerade dipolmomentet motsatt till det yttre fältets riktning, medan det för aluminium ligger i linje med fältet. Magnetiseringen M av en liten volym materia är summan (en vektorsumma) av de magnetiska dipolmomenten i den lilla volymen dividerad med denna volym. M mäts i enheter av ampere per meter. Graden av inducerad magnetisering ges av materialets magnetiska susceptibilitet χm, som vanligen definieras med ekvationen

Fältet H kallas den magnetiska intensiteten och mäts liksom M i enheter av ampere per meter. (Ibland kallas det också för magnetfältet, men symbolen H är entydig). Definitionen av H är

Magnetiseringseffekter i materia diskuteras lite närmare nedan. Permeabiliteten μ används ofta för ferromagnetiska material som järn som har en stor magnetisk susceptibilitet som är beroende av fältet och provets tidigare magnetiska tillstånd; permeabiliteten definieras genom ekvationen B = μH. Av ekvationerna (8) och (9) följer att μ = μ0 (1 + χm).

Effekten av ferromagnetiska material när det gäller att öka det magnetfält som produceras av strömslingor är ganska stor. Figur 10 illustrerar en ringformad lindning av ledande tråd runt en järnring som har ett litet mellanrum. Magnetfältet inuti en toroidlindning liknande den som illustreras i figur 10 men utan järnringen ges av B = μ0Ni/2πr, där r är avståndet från toroidens axel, N är antalet varv och i är strömmen i tråden. Värdet på B för r = 0,1 meter, N = 100 och i = 10 ampere är endast 0,002 tesla – ungefär 50 gånger magnetfältet vid jordytan. Om samma toroid lindas runt en järnring utan mellanrum är magnetfältet inuti järnet större med en faktor som är lika med μ/μ0, där μ är järnets magnetiska permeabilitet. För järn med låg kolhalt under dessa förhållanden är μ = 8 000μ0. Magnetfältet i järnet är då 1,6 tesla. I en typisk elektromagnet används järn för att öka fältet i ett litet område, t.ex. den smala springan i järnringen som illustreras i figur 10. Om spalten är 1 cm bred är fältet i denna spalt ungefär 0,12 tesla, vilket är en 60-faldig ökning jämfört med fältet på 0,002 tesla i toroiden när inget järn används. Denna faktor ges vanligtvis av förhållandet mellan toroidens omkrets och spalten i det ferromagnetiska materialet. Det maximala värdet av B när gapet blir mycket litet är naturligtvis de 1,6 tesla som erhålls ovan när det inte finns något gap.

Energitätheten i ett magnetfält ges i frånvaro av materia av 1/2B2/μ0; den mäts i enheter av joule per kubikmeter. Den totala magnetiska energin kan erhållas genom att integrera energitätheten över hela rummet. Den magnetiska kraftens riktning kan i många situationer härledas genom att studera fördelningen av de magnetiska fältlinjerna; rörelse gynnas i den riktning som tenderar att minska volymen av det utrymme där magnetfältet är starkt. Detta kan förstås eftersom storleken på B är kvadrerad i energitätheten. Figur 11 visar några linjer av B-fältet för två cirkulära strömslingor med strömmar i motsatt riktning.

Omfattande är att figur 11 är en tvådimensionell representation av ett tredimensionellt fält, avspeglar avståndet mellan linjerna fältets styrka endast kvalitativt. De höga värdena på B mellan de två slingorna i figuren visar att det finns en stor energitäthet i det området och att separera slingorna skulle minska energin. Som diskuterats ovan är detta ytterligare ett sätt att se på källan till repulsionen mellan dessa två slingor. Figur 12 visar B-fältet för två slingor med strömmar i samma riktning. Kraften mellan slingorna är attraktiv, och avståndet mellan dem är lika med slingans radie. Resultatet är att B-fältet i det centrala området mellan de två slingorna är homogent i anmärkningsvärt hög grad. En sådan konfiguration kallas Helmholtzspole. Genom att noggrant orientera och justera strömmen i en stor Helmholtzspole är det ofta möjligt att upphäva ett externt magnetfält (t.ex. jordens magnetfält) i ett område i rymden där experiment kräver frånvaro av alla externa magnetfält.

Frank Neville H. RobinsonEustace E. SucklingEdwin Kashy