Az anyag mágnesessége az atomokban lévő elektronok mágneses momentumából származik
Az anyag atomokból áll, amelyek atommagokból és elektronokból állnak. Az atomokban az elektronok keringési mágneses momentumokkal rendelkeznek, mert az atommag körül mozognak; az elektronok spin mágneses momentumai vannak a spin miatt. Az atomok mágneses momentuma elsősorban az elektronmágneses momentumból származik, amely minden anyag mágnesességének forrása.
A mágneses momentum egy irányvektor. Az atomok elektronjainak spinmódja két típusra oszlik: felfelé és lefelé. A legtöbb anyagban annyi elektron van felfelé spinnel, mint ahány lefelé spin. Az általuk generált mágneses momentumok kioltják egymást, és az egész atomnak nincs külső mágnesessége. Csak néhány anyagatom rendelkezik különböző számú elektronnal, különböző forgásirányban. Ily módon, miután az ellentétes spinű elektronok mágneses momentumai kioltják egymást, a megmaradt elektronok spin-mágneses momentumai nem semmisülnek ki, és az egész atomnak teljes mágneses momentuma van. Egyetlen atom mágneses momentuma az atomszerkezettől függ, és a periódusos rendszerben lévő összes elem atomjainak megvannak a saját mágneses momentumai.
A különböző atomok eltérő mágneses momentumai miatt a makroszkopikus anyagok közötti atomi mágneses momentumok kölcsönhatása az atomi mágneses momentumok eltérő elrendezéséhez vezet szobahőmérsékleten. A makroszkopikus anyagok külső mágneses térben való mágnesezési intenzitásában és mágneses szuszceptibilitásában mutatkozó különbségek szerint paramágneses anyagokra, diamágneses anyagokra, ferromágneses anyagokra, ferrimágneses anyagokra és antiferromágneses anyagokra osztják őket.
Mágneses momentum és mágneses fluxus: tekercsállandóval konvertálható
A mágneses momentum és a mágneses tér egyaránt fontos paraméter, amely leírja az állandó mágneses anyagok mágneses erejét. Van köztük bizonyos korreláció, de ezek különböző jelentésű fizikai mennyiségek.
A mágneses nyomaték általánosan használt vizsgálati módszerét a Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság IEC60404-14 szabványa szerint hajtják végre (húzó vagy forgató módszer a ferromágneses anyagok mágneses dipólusmomentumának tesztelésére). A mágneses nyomaték mérését a nyitott áramköri mágneses fluxus mérésével számítják ki. A nyitott áramkörű mintát egydimenziós Helmholtz-tekercsben, szigorúan kalibrált k tekercsállandóval mérve megkapható az Ø mágneses fluxus érték, a mágneses fluxus értékéből pedig az anyag M mágneses momentuma számítható. A következőképpen számítva:
M = k * ФM
A mágnes mágneses momentuma, mértékegysége Wb·cm-1k a tekercsállandó, mértékegysége: cm-1 (a tekercsállandó egységnyi változása a mágneses nyomaték mértékegységének változását okozza )
Ф a mágneses fluxus értéke, mértékegysége: Wb
Ugyanazon mágnesnél a különböző tekercsállandók mellett mért mágneses fluxus értékek eltérőek, de a számított mágneses momentum azonos. Ezért a vevők és eladók közötti mágneses momentum kommunikáció pontosabb és hatékonyabb lesz.