Electromagnet, dispozitiv format dintr-un miez de material magnetic înconjurat de o bobină prin care trece un curent electric pentru a magnetiza miezul. Un electromagnet este utilizat oriunde sunt solicitați magneți controlabili, ca și în contravalori în care fluxul magnetic trebuie să fie variat, inversat sau pornit și oprit.
Proiectarea inginerească a electromagnetilor este sistematizată prin conceptul de circuit magnetic. În circuitul magnetic, o forță magnetomotivă F, sau Fm, este definită ca ampere-viraje ale bobinei care generează câmpul magnetic pentru a produce fluxul magnetic în circuit. Astfel, dacă o bobină de n rotiri pe metru poartă un curent i amperes, câmpul din interiorul bobinei este ni amperes pe metru, iar forța magnetomotorie pe care o generează este nil ampere-viraje, unde l este lungimea bobinei. Mai convenabil, forța magnetomotorie este Ni, unde N este numărul total de rotații în bobină. Densitatea fluxului magnetic B este echivalentul, în circuitul magnetic, al densității curentului într-un circuit electric. În circuitul magnetic, echivalentul magnetic al curentului este fluxul total simbolizat de litera greacă phi, ϕ, dată de BA, unde A este aria secțiunii transversale a circuitului magnetic. Într-un circuit electric forța electromotivă (E) este legată de curent, i, în circuit de E = Ri, unde R este rezistența circuitului. În circuitul magnetic F = rϕ, unde r este reticența circuitului magnetic și este echivalentă cu rezistența în circuitul electric. Reluctanța este obținută prin împărțirea lungimii traseului magnetic l la permeabilitatea de ori a secțiunii transversale A; astfel r = l / μA, litera greacă mu, μ, simbolizând permeabilitatea mediului care formează circuitul magnetic. Unitățile de reticență sunt ampere-viraje pe weber. Aceste concepte pot fi folosite pentru a calcula reticența unui circuit magnetic și astfel curentul necesar printr-o bobină pentru a forța fluxul dorit prin acest circuit.
Cu toate acestea, mai multe ipoteze implicate în acest tip de calcul, îl fac în cel mai bun caz doar un ghid aproximativ al proiectării. Efectul unui mediu permeabil pe un câmp magnetic poate fi vizualizat ca fiind acela de a aglomera liniile de forță magnetice în sine. În schimb, liniile de forță care trec dintr-o regiune cu o mare permeabilitate tinde să se răspândească, iar această apariție va avea loc la un decalaj de aer. Astfel, densitatea fluxului, care este proporțională cu numărul de linii de forță pe unitatea de suprafață, va fi redusă în golul de aer prin liniile care se extind sau se împing în lateralele golului. Acest efect va crește pentru lacunele mai lungi; se pot face corecții grosiere pentru luarea în considerare a efectului de franare.
S-a presupus, de asemenea, că câmpul magnetic este în întregime limitat în bobină. De fapt, există întotdeauna o anumită cantitate de flux de scurgere, reprezentată de linii magnetice de forță din jurul exteriorului bobinei, ceea ce nu contribuie la magnetizarea miezului. Fluxul de scurgere este, în general, mic dacă permeabilitatea nucleului magnetic este relativ mare.
În practică, permeabilitatea unui material magnetic este o funcție a densității fluxului din acesta. Astfel, calculul poate fi făcut doar pentru un material real dacă este disponibilă curba de magnetizare reală sau, mai util, un grafic de μ față de B.
În cele din urmă, proiectul presupune că miezul magnetic nu este magnetizat până la saturație. Dacă s-ar întâmpla, densitatea fluxului nu ar putea fi crescută în decalajul de aer în acest proiect, indiferent cât de mult a fost trecut prin bobină. Aceste concepte sunt extinse în continuare în secțiunile următoare pe dispozitive specifice.
