Pole magnetyczne działa więc na ramkę z prądem momentem skręcającym

obracając ją tak jak igłę kompasu, która umieszczona w polu magnetycznym obraca się, ustawiając zgodnie z polem. Położenie równowagi ramki występuje dla \( \theta \) = 0, tj. gdy moment dipolowy \( \mu \) jest równoległy do pola magnetycznego \( B \) (ramka jest ustawiona prostopadle do pola). Ramka zachowuje się więc tak jak igła kompasu czyli dipol magnetyczny.

Obracając dipol magnetyczny pole magnetyczne wykonuje pracę i wobec tego dipol posiada energię potencjalną. Można pokazać, że energia potencjalna dipola magnetycznego związana z jego orientacją w zewnętrznym polu magnetycznym dana jest równaniem

Widzimy, że energia osiąga minimum dla momentu dipolowego \( \mathbf{\mu} \) równoległego do zewnętrznego pola magnetycznego \( \mathbf{B} \), a maksimum gdy moment dipolowy jest skierowany przeciwnie do pola (zob. Rys. 1 ).

Jak już mówiliśmy ramka z prądem jest przykładem dipola magnetycznego. Taką "kołową ramką z prądem" jest również elektron krążący po orbicie w atomie. Moment dipolowy elektronu krążącego po orbicie o promieniu \( r \) wynosi

Natężenie prądu \( I \) wytwarzanego przez elektron o ładunku \( e \) przebiegający orbitę w czasie \( T \) (okres obiegu) wynosi

gdzie \( v \) jest prędkością elektronu. Stąd

gdzie \( L = mvr \) jest momentem pędu elektronu. Elektron, krążący po orbicie jest więc elementarnym dipolem magnetycznym. Własności magnetyczne ciał są właśnie określone przez zachowanie się tych elementarnych dipoli w polu magnetycznym. Własności te omawiamy w modułach Diamagnetyzm i paramagnetyzm oraz Ferromagnetyzm.