Материалы обладающие большой магнитной проницаемостью называются ферромагнетиками. К ним относят: сталь, железо, никель, кобальт их сплавы и др.
Магнитные свойства вещества зависит от магнитных свойств элементарных носителей магнетизма — движущихся внутри электронов, а так же от совместного действия их групп.
Электроны в атомах, двигаясь по орбитам вокруг ядра атома, образуют элементарные токи или магнитные диполя m. Величина его равна произведению элементарного тока i и элементарной площади S. , ограниченной элементарным контуром m = iS. Вектор m направлен перпендикулярно к площади S по правилу буравчика. Магнитный момент тела представляет собой геометрическую сумму магнитных моментов всех диполей.
Кроме рассмотренных орбитальных моментов электроны, вращаясь вокруг своих осей, создают еще так называемые спиновые моменты, которые играют важнейшую роль в намагничивании ферромагнетиков.
В ферромагнетиках образуются отдельные самопроизвольные намагниченные области (0,01…0,000001 см³), спиновые моменты которых ориентируются параллельно. Если ферромагнетик не находится во внешнем поле, то магнитные моменты отдельных областей направлены самым различным образом и суммарный магнитный момент тела равен нулю — ферромагнетик не намагничен. Внесение ферромагнетика во внешнее магнитное поле, например катушки с током, вызывает поворот магнитных моментов части областей в направлении внешнего поля. В результате ферромагнетик намагничивается.
Если при увеличении внешнего магнитного поля все области будут ориентированны в направлении внешнего поля и прекратится рост областей намагничивания, то наступит состояние предельной намагниченности ферромагнетика, называемое магнитным насыщением.
В магнитной цепи, образованной преимущественно ферромагнитными участками, можно получить большую магнитную индукцию при относительно малой м.д.с. (магнитодвижущая сила).
Профессор Московского университета А.Г. Столетов в 1872 г., помещая стальной сердечник в катушку с током и измеряя магнитную индукцию в нем (В) при различных значениях напряженности поля (Н), впервые получил зависимость B = f H, которая изображается кривой начального намагничивания. 
Кривая состоит из трех участков:
- прямолинейный участок 0а показывает, что в начале магнитная индукция быстро растет почти пропорционально напряженности.
- участок аб, называемый коленом кривой, на котором рост магнитной индукции замедляется.
- участок, расположенный за коленом кривой, показывает, что здесь зависимость между В и Н линейна, но нарастание магнитной индукции происходит медленно вследствие магнитного насыщения.
Нелинейная зависимость B = f(H) показывает, что магнитная проницаемость ферромагнетика μа = В/Н непостоянна и зависит от напряженности поля.
При работе в цепях переменного тока происходит периодическое перемагничивание ферромагнетика.
При увеличении намагничивающего тока, а следовательно и напряженности поля Н магнитная индукция достигает максимального значения +Вм. При уменьшении Н магнитная индукция уменьшается, но при тех же значениях Н магнитная индукция имеет несколько большие значения, чем при нарастании Н (участок АБ). При напряженности поля Н = 0 магнитная индукция называется остаточной Вr (отрезок ОБ).
Из выше сказанного следует, что магнитная индукция зависит не только от напряженности поля, но и от предварительного магнитного состояния ферромагнетика. Рассмотренное явление запаздывания магнитной индукции называется магнитным гистерезисом. Оно вызывается как, внутренним трением, возникающим при изменении ориентации магнитных моментов областей самопроизвольного намагничивания.
При изменении направления намагничивающего тока меняется и направление напряженности поля. Доведя ее до значения Нс, называемого коэрцитивной силой (отрезок ОГ) , получим индукцию В = 0.
При дальнейшем увеличении Н обратного направления магнитная индукция достигнет значения Вм. Далее уменьшая Н до нуля, получим В до значения остаточной индукции (ОЕ). Наконец, изменив еще раз направление Н и увеличив ее снова, получим индукцию +Вм.
Таким образом, при циклическом перемагничивании ферромагнетика зависимость B = f(H) графически можно представить замкнутой кривой — симметричной петлей гистерезиса АБГДЕЖА. Наибольшая из возможных петель для данного материала называется предельной петлей.
Построив для данного ферромагнетика несколько симметричных петель с разными Вм и соединив вершины петель, получим основную кривую намагничивания, близкую к кривой начального намагничивания.
Перемагничивание стали вызывает нагрев, что связано с потерями энергии от гистерезиса. Площадь петли гистерезиса пропорциональна энергии, затраченной на один цикл перемагничивания.
Мощность удельных потерь от гистерезиса, выраженная в ваттах на килограмм массы сердечника, зависит от сорта стали, магнитной индукции и числа циклов перемагничивания стали в секунду или, что то же, частоты переменного тока f в обмотке электромагнита.
Основная кривая намагничивания и петля гистерезиса характеризуют свойства магнитных материалов. Три петли, типичные для мягкой стали, пермаллоя и твердой стали показаны на рисунке:
Источник — Попов В.С., Николаев С.А. Общая электротехника с основами электроники. (1972)