定义：为了定量描述电介质内各处的极化情况，我们引入一个矢量P，它等于单位体积内的电矩矢量和，即　　P称为极化矢量，单位是库仑/米2。极化电荷的分布与极化矢量的关系:如图:在极化了的电介质内取一个面元矢量dS=ndS,其中n为单位法线矢量。现考虑因极化而穿过此面元的极化电荷。穿过dS的电荷所占据的体积是以dS为底、长度为l的一个斜柱体（如上图）。设 l 与n的夹角为θ，则此柱体的高为lcosθ ，体积为 ldscosθ 。因为电位体积内正极化电荷数量为nq，故在此柱体内极化电荷总量为: ，这也就是由于极化而穿过dS的束缚电荷。因极化而穿出此面的束缚电荷总量应等于S面内净余的极化电荷 负值，即:,此式表达了极化强度矢量P与极化电荷分布的一个普遍关系。退极化场:　极化电荷和自由电荷一样，在周围空间（无论介质内部或外部）产生附加的电场 E' 。因此根据场强叠加原理，在有电介质存在时，空间任意一点的场强E是外电场E0和极化电荷的电场E' 的矢量和：E=E0+ E' 。一般来说， E' 的大小和方向都是逐点变化的。决定介质极化程度的不是原来的外场E0，而是介质内实际的电场E。E减弱了，P也减弱。所以极化电荷在介质内部的附加场 E' 总是起着减弱极化的作用，故叫做退极化场。电介质的极化规律 极化率:　对于不同的物质，P与E的关系（极化规律）是不同的，这要由实验来确定。实验表明，对于大多数常见的各向同性电介质，P与ε0E方向相同，数量上成简单的正比关系。因此可以写成 ，比例常数 叫做极化率，它与场强E无关，与电介质的种类有关，是介质材料的属性。电位移矢量D与有介质时的高斯定理 介电常数高斯定理是建立在库仑定律的基础上的，在有电介质存在时，它也成立，只不过计算总电场的电通量时，应计及高斯面内所包含的自由电荷q0和极化电荷q'：　　（1）前面我们推导过下列公式：　　　　　　（2）将（1）式乘以ε0，与（2）式相加，可以消去极化电荷，得：现引进一个辅助性的物理量D,它的定义为:　　　　　　　　　(3)D叫电位移矢量,或电感应强度矢量,上面的公式可用D改写作：由于 ,代入(3)式得 :其中, 比例系数 叫做电介质的相对介电常数.

已知螺绕环的自感: ， 磁能:  ，又,
所以得螺绕环内的磁场能量:  ,
定义磁场的能量密度:　，　磁场所储存的总能量:
推广到一般情况,磁场所储存的总能量:  ,积分应遍及磁场存在的全空间。
各向同性介质中，电磁场的能量密度:, 电磁场的总能量: 

互感磁能：先使线圈1电流从0到 I1 ,电源做功，储存为线圈1的自感磁能： , 合上开关k2电流 i2 增大时,在回路1中的互感电动势：,线圈1的电源维持 I1，反抗互感电动势的功,转化为磁场的能量：
　　　
线圈2的电流从0到 I2 ,电源做功，储存为线圈2的自感磁能：
　　　

经过上述步骤电流分别为I1 和 I2的状态，储存在磁场中的总磁能：
　　　　　　　　
同理，先合开关 k2使线圈 2充电至 I2 ，然后再合开关k1保持 I2 不变，给线圈1充电，得到储存在磁场中的总能量为：
这两种通电方式的Zui后状态相同，所以:，，其中，MI1 I2 为互感磁能,M为互感系数.