Elektromagnet, enhed, der består af en kerne af magnetisk materiale omgivet af en spole, gennem hvilken en elektrisk strøm ledes, for at magnetisere kernen. En elektromagnet bruges, uanset hvor det er nødvendigt med styrbare magneter, som i strider, hvor magnetfluxen skal varieres, vendes eller tændes og slukkes.
Den tekniske konstruktion af elektromagneter er systematiseret ved hjælp af begrebet magnetisk kredsløb. I det magnetiske kredsløb er en magnetomotorisk kraft F eller Fm defineret som ampere-svingene i spolen, der genererer magnetfeltet til frembringelse af magnetisk flux i kredsløbet. Således, hvis en spole på n omdrejninger pr. Meter bærer en strøm i ampere, er feltet inde i spolen ni ampère pr. Meter, og den magnetomotoriske kraft, som den genererer, er nul ampere-sving, hvor l er længden af spolen. Mere bekvemt er magnetmotorkraften Ni, hvor N er det samlede antal omdrejninger i spolen. Den magnetiske fluxdensitet B er ækvivalenten i det magnetiske kredsløb med strømtætheden i et elektrisk kredsløb. I det magnetiske kredsløb er den magnetiske ækvivalent til strømmen den samlede flux, der er symboliseret med det græske bogstav phi, given, givet af BA, hvor A er tværsnitsområdet for det magnetiske kredsløb. I et elektrisk kredsløb er elektromotorkraften (E) relateret til strømmen, i, i kredsløbet ved E = Ri, hvor R er kredsløbets modstand. I det magnetiske kredsløb F = rϕ, hvor r er magnetfeltets modvilje og svarer til modstanden i det elektriske kredsløb. Modvilje opnås ved at dividere længden af den magnetiske bane l med permeabiliteten gange tværsnitsarealet A; således er r = l / μA, det græske bogstav mu, μ, der symboliserer permeabiliteten af mediet, der danner magnetisk kredsløb. Modvillige enheder er amperedrejninger pr. Weber. Disse koncepter kan anvendes til at beregne modstandsevnen for et magnetisk kredsløb og dermed den strøm, der kræves gennem en spole, for at tvinge den ønskede flux gennem dette kredsløb.
Flere antagelser, der er involveret i denne type beregninger, gør det imidlertid i bedste fald kun til en omtrentlig guide til design. Virkningen af et permeabelt medium på et magnetfelt kan visualiseres som at skabe magnetiske kraftlinjer ind i sig selv. Omvendt har kraftlinierne, der passerer fra et område med høj til et med lav permeabilitet, en tendens til at sprede sig, og denne forekomst vil finde sted ved et luftgap. Således vil fluxdensiteten, der er proportional med antallet af kraftlinjer pr. Enhedsareal, blive reduceret i luftspalten ved, at linierne svulmer ud eller udkants ved siderne af spalten. Denne effekt øges i længere huller; der kan foretages grove korrektioner for at tage hensyn til frynseeffekten.
Det er også antaget, at magnetfeltet er helt indesluttet i spolen. Faktisk er der altid en vis mængde lækageflux repræsenteret af magnetiske kraftledninger omkring ydersiden af spolen, hvilket ikke bidrager til magnetiseringen af kernen. Lækagefluxen er generelt lille, hvis permeabiliteten af den magnetiske kerne er relativt høj.
I praksis er permeabiliteten af et magnetisk materiale en funktion af fluxdensiteten i det. Således kan beregningen kun udføres for et reelt materiale, hvis den faktiske magnetiseringskurve, eller, mere nyttigt, en graf på μ mod B, er tilgængelig.
Endelig antager designet, at den magnetiske kerne ikke magnetiseres til mætning. Hvis det var tilfældet, kunne fluxdensiteten ikke øges i luftspalten i dette design, uanset hvor meget strøm der blev ført gennem spolen. Disse koncepter udvides yderligere i følgende afsnit om specifikke enheder.
