Elektromagnet, anordning bestående af en kerne af magnetisk materiale omgivet af en spole, hvorigennem der ledes en elektrisk strøm for at magnetisere kernen. En elektromagnet anvendes overalt, hvor der er behov for styrbare magneter, f.eks. i apparater, hvor den magnetiske strøm skal varieres, vendes eller tændes og slukkes.
Den tekniske konstruktion af elektromagneter er systematiseret ved hjælp af begrebet magnetisk kredsløb. I det magnetiske kredsløb defineres en magnetomotorisk kraft F, eller Fm, som ampere-turns af den spole, der genererer det magnetiske felt til at frembringe den magnetiske flux i kredsløbet. Hvis en spole med n omdrejninger pr. meter fører en strøm på i ampere, er feltet i spolen ni ampere pr. meter, og den magnetomotoriske kraft, som den frembringer, er nil ampere-omdrejninger, hvor l er spolens længde. Mere praktisk talt er den magnetomotoriske kraft Ni, hvor N er det samlede antal vindinger i spolen. Den magnetiske fluxtæthed B svarer i det magnetiske kredsløb til strømtætheden i et elektrisk kredsløb. I det magnetiske kredsløb er den magnetiske ækvivalent til strømmen den samlede flux, symboliseret ved det græske bogstav phi, ϕ, givet ved BA, hvor A er det magnetiske kredsløbs tværsnitsareal. I et elektrisk kredsløb er den elektromotoriske kraft (E) relateret til strømmen, i, i kredsløbet ved E = Ri, hvor R er kredsløbets modstand. I det magnetiske kredsløb er F = rϕ, hvor r er det magnetiske kredsløbs reluktans og svarer til modstanden i det elektriske kredsløb. Reluktans fås ved at dividere længden af den magnetiske bane l med permeabiliteten gange tværsnitsarealet A; således er r = l/μA, idet det græske bogstav mu, μ, symboliserer permeabiliteten af det medium, der udgør det magnetiske kredsløb. Enheden for reluktans er ampere-omdrejninger pr. weber. Disse begreber kan anvendes til at beregne reluktansen i et magnetisk kredsløb og dermed den strøm, der kræves gennem en spole for at tvinge den ønskede flux gennem dette kredsløb.
Flere forudsætninger, der er involveret i denne type beregning, gør dog, at den i bedste fald kun er en tilnærmelsesvis vejledning til design. Virkningen af et permeabelt medium på et magnetfelt kan visualiseres som værende at trænge de magnetiske kraftlinjer ind i sig selv. Omvendt har de kraftlinjer, der passerer fra et område med høj til et område med lav permeabilitet, tendens til at sprede sig, og dette vil ske ved en luftspalte. Fluxtætheden, som er proportional med antallet af kraftlinjer pr. arealenhed, vil således blive reduceret i luftspalten ved, at linjerne buler ud, eller frynser sig ud i siderne af spalten. Denne effekt vil øges for længere mellemrum; der kan foretages grove korrektioner for at tage hensyn til fringinging-effekten.
Det er også blevet antaget, at det magnetiske felt er helt begrænset inden for spolen. I virkeligheden er der altid en vis mængde lækageflux, repræsenteret ved magnetiske kraftlinjer rundt om spolens yderside, som ikke bidrager til magnetiseringen af kernen. Lækageflowet er generelt lille, hvis permeabiliteten af den magnetiske kerne er relativt høj.
I praksis er permeabiliteten af et magnetisk materiale en funktion af flodtætheden i det. Beregningen kan således kun foretages for et virkeligt materiale, hvis den faktiske magnetiseringskurve, eller, mere nyttigt, en graf af μ mod B, er tilgængelig.
Endeligt forudsætter konstruktionen, at den magnetiske kerne ikke er magnetiseret til mætning. Hvis den var det, kunne fluxtætheden ikke øges i luftspalten i dette design, uanset hvor meget strøm der blev ført gennem spolen. Disse begreber uddybes yderligere i de følgende afsnit om specifikke enheder.
