Magnetyzm materii wynika z momentu magnetycznego elektronów w atomach
Materia składa się z atomów, które zbudowane są z jąder i elektronów. W atomach elektrony mają orbitalne momenty magnetyczne, ponieważ poruszają się wokół jądra; elektrony mają spinowe momenty magnetyczne wynikające ze spinu. Moment magnetyczny atomów pochodzi głównie z momentu magnetycznego elektronów, który jest źródłem magnetyzmu wszystkich materiałów.
Moment magnetyczny jest wektorem kierunkowym. Tryby spinu elektronów w atomach dzielą się na dwa typy: w górę i w dół. W większości materiałów jest tyle samo elektronów o spinie w górę, co w dół. Wytwarzane przez nie momenty magnetyczne znoszą się wzajemnie i cały atom nie ma zewnętrznego magnetyzmu. Tylko kilka atomów materii ma różną liczbę elektronów w różnych kierunkach spinu. W ten sposób, po tym jak momenty magnetyczne elektronów o przeciwnych spinach znoszą się, momenty magnetyczne spinowe pozostałych elektronów nie zostają zniesione i cały atom posiada całkowity moment magnetyczny. Moment magnetyczny pojedynczego atomu zależy od budowy atomu, a atomy wszystkich pierwiastków układu okresowego mają swoje własne momenty magnetyczne.
Ze względu na różne momenty magnetyczne różnych atomów, oddziaływanie atomowych momentów magnetycznych pomiędzy substancjami makroskopowymi prowadzi do różnych układów atomowych momentów magnetycznych w temperaturze pokojowej. Ze względu na różnice w intensywności namagnesowania i podatności magnetycznej substancji makroskopowych w zewnętrznym polu magnetycznym dzieli się je na substancje paramagnetyczne, substancje diamagnetyczne, substancje ferromagnetyczne, substancje ferrimagnetyczne i substancje antyferromagnetyczne.
Moment magnetyczny i strumień magnetyczny: można przeliczyć na stałą cewki
Moment magnetyczny i pole magnetyczne są ważnymi parametrami opisującymi siłę magnetyczną materiałów z magnesami trwałymi. Istnieje między nimi pewna korelacja, są to jednak wielkości fizyczne o różnym znaczeniu.
Powszechnie stosowaną metodę badania momentu magnetycznego przeprowadza się zgodnie z normą Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej IEC60404-14 (metoda ciągnięcia lub rotacji do badania magnetycznego momentu dipolowego materiałów ferromagnetycznych). Pomiar momentu magnetycznego oblicza się poprzez pomiar strumienia magnetycznego w obwodzie otwartym. Mierząc próbkę obwodu otwartego w jednowymiarowej cewce Helmholtza ze ściśle skalibrowaną stałą cewki k, można uzyskać wartość strumienia magnetycznego Ø, a moment magnetyczny M materiału można obliczyć z wartości strumienia magnetycznego. Obliczono w następujący sposób:
M = k * ФM
Reprezentuje moment magnetyczny magnesu, jednostka to Wb·cm-1k oznacza stałą cewki, jednostka: cm-1 (zmiana jednostki stałej cewki spowoduje zmianę jednostki momentu magnetycznego )
Ф oznacza wartość strumienia magnetycznego, jednostka: Wb
Dla tego samego magnesu wartości strumienia magnetycznego zmierzone przy różnych stałych cewki są różne, ale obliczony moment magnetyczny jest taki sam. Dlatego komunikacja momentu magnetycznego między kupującymi i sprzedającymi będzie dokładniejsza i wydajniejsza.