Elektromagnet, zariadenie pozostávajúce z jadra z magnetického materiálu obklopeného cievkou, cez ktoré prechádza elektrický prúd na magnetizáciu jadra. Elektromagnet sa používa všade tam, kde sú potrebné ovládateľné magnety, ako v prípade zariadení, v ktorých sa má magnetický tok meniť, obracať alebo zapínať a vypínať.
Konštrukčné riešenie elektromagnetov je systematizované pomocou koncepcie magnetického obvodu. V magnetickom obvode je magnetomotorická sila F alebo Fm definovaná ako ampér-zákruty cievky, ktorá vytvára magnetické pole na vytváranie magnetického toku v obvode. Ak teda cievka n otáčok na meter nesie prúd i ampér, pole vo vnútri cievky je ni ampér na meter a magnetomotorická sila, ktorú vytvára, je nulová ampérová zákruta, kde l je dĺžka cievky. Výhodnejšie je magnetomotorická sila Ni, kde N je celkový počet závitov v cievke. Hustota magnetického toku B je v magnetickom obvode ekvivalentná prúdovej hustote v elektrickom obvode. V magnetickom obvode je magnetický ekvivalent k prúdu celkový tok symbolizovaný gréckym písmenom phi, ϕ, dané BA, kde A je plocha prierezu magnetického obvodu. V elektrickom obvode súvisí elektromotorická sila (E) s prúdom, i, v obvode pomocou E = Ri, kde R je odpor obvodu. V magnetickom obvode F = rϕ, kde r je neochota magnetického obvodu a je ekvivalentná odporu v elektrickom obvode. Reluktancia sa získa vydelením dĺžky magnetickej dráhy l priepustnosťou krát prierezovou plochou A; teda r = l / μA, grécke písmeno mu, μ, ktoré symbolizuje priepustnosť média tvoriaceho magnetický obvod. Jednotkami neochoty sú ampér-zákruty na Weber. Tieto koncepcie sa môžu použiť na výpočet neochoty magnetického obvodu a teda prúdu potrebného cez cievku, aby sa cez tento obvod prinútil požadovaný tok.
Niekoľko predpokladov zahrnutých do tohto typu výpočtu však robí prinajlepšom iba približný návod na návrh. Účinok priepustného média na magnetické pole sa dá vizualizovať tak, ako by do seba tlačil magnetické silové sily. Naopak, sily, ktoré prechádzajú z oblasti s vysokou priepustnosťou do oblasti s nízkou priepustnosťou, majú tendenciu sa rozširovať a tento výskyt nastane vo vzduchovej medzere. Hustota toku, ktorá je úmerná počtu silových línií na jednotku plochy, sa teda zníži vo vzduchovej medzere tým, že sa na stranách medzery vypuknú alebo vylomia. Tento efekt sa bude zväčšovať pri väčších medzerách; je možné vykonať hrubé opravy, aby sa zohľadnil efekt strapcov.
Tiež sa predpokladalo, že magnetické pole je úplne uzavreté vo vnútri cievky. V skutočnosti vždy existuje určité množstvo zvodového toku, predstavovaného magnetickými silovými čiarami okolo vonkajšej strany cievky, čo neprispieva k magnetizácii jadra. Ak je priepustnosť magnetického jadra pomerne vysoká, únikový tok je všeobecne malý.
V praxi je priepustnosť magnetického materiálu funkciou hustoty toku v ňom. Výpočet sa preto môže vykonať iba pre skutočný materiál, ak je k dispozícii skutočná magnetizačná krivka alebo, ak je to možné, graf μ proti B.
Konštrukcia nakoniec predpokladá, že magnetické jadro nie je zmagnetizované na saturáciu. Ak by to tak bolo, hustota toku sa nemohla vo vzduchovej medzere v tomto návrhu zvýšiť, bez ohľadu na to, koľko prúdu prešlo cievkou. Tieto koncepcie sú ďalej rozvedené v nasledujúcich častiach na konkrétnych zariadeniach.
