Magnetmaterjalid ja ferromagnetiline hüsterees

Iga materjal reageerib rakendatud magnetväljale, ainult mitte samas ulatuses või samas suunas. Diamagnetilised materjalid — enamik neist, kaasa arvatud vesi ja puit — arendavad väljale vastanduva nõrga magnetiseerituse, mistõttu need väga nõrgalt tõukuvad; see on nii väike efekt, et tundliku aparatuurita on seda kerge märkamata jätta. Paramagnetilistel materjalidel on aatomitel omad väikesed magnetmomendid, mis osaliselt joonduvad rakendatud väljaga, andes nõrga tõmbe, mis kaob välja eemaldamisel kohe. Raud, nikkel, koobalt ja mõned teised on erinevad mitte astme, vaid liigi poolest: need on ferromagnetilised, mis tähendab, et naaberaatomite momendid lukustuvad omavahel joondudes kvantmehaanilise efekti tõttu, mis on piisavalt tugev, et terved piirkonnad — domeenid — jäävad joondunuks isegi ilma välise väljata.

See püsivus on see, mis muudab ferromagneti reaktsiooni sõltuvaks tema ajaloost, mitte üksnes praegu rakendatud väljast. Kui joonistada magnetiseeritus rakendatud välja funktsioonina, väli tsükliliselt üles, alla ja tagasi üles muutes, ei jälgi kõver iseennast — see kirjeldab tsüklit, mida nimetatakse hüstereesitsükliks, sest magnetiseeritus antud väljatugevuse juures sõltub sellest, millest suunast pühiti. Tsükli laius väljatelje suunas on koertsitiivsus — kui tugevalt tuleb vastassuunas pöörata, et olemasolev magnetiseeritus kustutada; "kõva" magnetmaterjalil (hea püsimagnetite jaoks) on lai tsükkel, "pehmel" (hea trafo südamike jaoks, mida tsüklitakse igal vahelduvvoolu perioodil) on kitsas tsükkel, sest tsükli sisse jääv pindala on iga tsükli jooksul soojuseks kaduv energia.

Ferromagnetism ei ole iseenesest püsiv. Naaberdomeenide joondumine on võistlus joondumist soosiva vastasmõju ja korratust soosiva soojusliikumise vahel, ja materjalile omasest temperatuurist — Curie temperatuurist — kõrgemal võidab soojusliikumine täielikult. Kuumuta raudtükk üle umbes 770 °C ja tema ferromagnetiline järjestus laguneb; see muutub üksnes paramagnetiliseks, reageerides väljale nõrgalt nagu iga teine paramagnet, kuni see jälle jahtub.