O campo magnético fora de um solenóide é normalmente zero ou muito fraco porque as linhas do campo magnético produzidas pelas bobinas condutoras de corrente do solenóide estão confinadas no interior do próprio solenóide. Este confinamento ocorre porque as linhas do campo magnético geradas por cada volta do fio no solenóide giram em torno do interior da bobina e não se estendem significativamente além das extremidades do solenóide. Portanto, fora do solenóide, as linhas do campo magnético se cancelam devido às suas direções opostas, resultando em um campo magnético líquido que é insignificante ou zero.
Quando um solenóide é colocado num campo magnético uniforme, a força experimentada pelo solenóide como um todo pode ser zero sob certas condições. Isto ocorre quando a direção e a intensidade do campo magnético externo são tais que as forças magnéticas exercidas em cada lado do solenóide se cancelam. Por exemplo, se o campo magnético for uniforme e paralelo ao eixo do solenóide, as forças magnéticas nos lados opostos do solenóide podem equilibrar-se, resultando numa força resultante de zero.
Semelhante a um solenóide, um toróide (uma bobina enrolada na forma de um anel ou donut) também exibe um campo magnético próximo de zero fora de sua estrutura. As linhas do campo magnético produzidas pela corrente que circula através da bobina do toróide estão confinadas dentro do núcleo do toróide devido ao caminho circular das linhas do campo magnético ao redor do núcleo toroidal. Este confinamento evita que o campo magnético se estenda significativamente para fora do toróide, resultando num campo magnético quase nulo no espaço circundante.
Dentro de um solenóide, o campo magnético é mais forte em comparação com o exterior porque as linhas do campo magnético geradas pelas bobinas condutoras de corrente se somam de forma coerente ao longo do eixo do solenóide. Dentro do interior do solenóide, as linhas do campo magnético estão compactadas e paralelas ao eixo da bobina, resultando em um campo magnético relativamente uniforme e forte. Esta intensidade de campo interior depende de fatores como o número de voltas na bobina solenóide, a corrente que flui através dela e a permeabilidade do material do núcleo, se presente.
Para derivar matematicamente o campo magnético fora de um solenóide, normalmente aplica-se a lei de Ampère, que relaciona o campo magnético em torno de um circuito fechado à corrente envolvida pelo circuito e à permeabilidade do meio. Ao considerar a geometria e a simetria do solenóide, pode-se calcular o campo magnético em diferentes pontos fora do solenóide usando métodos de cálculo integral, assumindo um cenário idealizado com um solenóide longo onde os efeitos finais são insignificantes. Esta derivação fornece uma compreensão quantitativa de por que o campo magnético é zero ou fraco fora do solenóide em comparação com o seu interior.
