Електромагнит, устройство, състоящо се от сърцевина от магнитен материал, заобиколена от намотка, през която се предава електрически ток за намагнетизиране на сърцевината. Електромагнит се използва винаги, когато са необходими управляеми магнити, както при спорове, при които магнитният поток трябва да се променя, обръща или включва и изключва.
Инженерният дизайн на електромагнитите се систематизира чрез концепцията за магнитната верига. В магнитната верига магнитомотивната сила F, или Fm, се дефинира като ампер-завои на бобината, която генерира магнитното поле за произвеждане на магнитния поток във веригата. По този начин, ако намотката с n оборота на метър носи ток i amperes, полето вътре в намотката е ni amperes на метър и магнитомотивната сила, която тя генерира, е нулеви ампер-завои, където l е дължината на намотката. По-удобно е, че магнитомотивната сила е Ni, където N е общият брой завои в намотката. Плътността на магнитния поток B е еквивалентна в магнитната верига на плътността на тока в електрическа верига. В магнитната верига магнитният еквивалент на тока е общият поток, символизиран от гръцката буква phi, ϕ, дадена от BA, където A е площта на напречното сечение на магнитната верига. В електрическа верига електромоторната сила (Е) е свързана с тока, т.е., във веригата от Е = Ri, където R е съпротивлението на веригата. В магнитната верига F = rϕ, където r е нежеланието на магнитната верига и е еквивалентно на съпротивлението в електрическата верига. Нежеланието се получава чрез разделяне на дължината на магнитния път l на проницаемостта на площта на напречното сечение A; по този начин r = l / μA, гръцката буква mu, μ, символизираща пропускливостта на средата, образуваща магнитната верига. Единиците на нежелание са ампер-обороти на weber. Тези понятия могат да бъдат използвани за изчисляване на нежеланието на магнитната верига и по този начин тока, необходим през намотка, за да принуди желания поток през тази верига.
Няколко предположения, включени в този тип изчисления, обаче, правят това в най-добрия случай само приблизително ръководство за проектиране. Ефектът на пропусклива среда върху магнитно поле може да бъде визуализиран така, че да събира магнитните силови линии в себе си. Обратно, силовите линии, преминаващи от област с висока до една с ниска пропускливост, са склонни да се разпространяват и това възникване ще се извършва на въздушна междина. По този начин плътността на потока, която е пропорционална на броя на силовите линии на единица площ, ще бъде намалена във въздушната междина чрез линиите, изпъкнали или ограждащи се в страните на пролуката. Този ефект ще се увеличи при по-дълги пропуски; груби корекции могат да бъдат направени за отчитане на ефекта на ресни.
Предполага се също, че магнитното поле е изцяло ограничено в намотката. Всъщност винаги има определено количество изтичащ поток, представен от магнитни силови линии около външната страна на намотката, което не допринася за намагнитването на сърцевината. Потокът на изтичане обикновено е малък, ако пропускливостта на магнитната сърцевина е сравнително висока.
На практика проницаемостта на магнитен материал е функция на плътността на потока в него. По този начин, изчислението може да се извърши само за реален материал, ако е налична действителната крива на намагнитване или, по-полезно, графика µ спрямо B.
И накрая, дизайнът предполага, че магнитното ядро не се намагнетизира до насищане. Ако беше, плътността на потока не би могла да се увеличи във въздушната междина в този дизайн, без значение колко ток е преминал през бобината. Тези понятия са разширени допълнително в следващите раздели за конкретни устройства.
