Elektromagneetti, laite, joka koostuu magneettisesta materiaalista koostuvasta ytimestä, jota ympäröi kela, jonka läpi johdetaan sähkövirta ytimen magnetoimiseksi. Sähkömagneettia käytetään kaikkialla, missä tarvitaan säädettäviä magneetteja, kuten laitteissa, joissa magneettivuo on muunneltava, käännettävä tai kytkettävä päälle ja pois.
Elektromagneettien tekninen suunnittelu on systematisoitu magneettipiirin käsitteen avulla. Magneettipiirissä magnetomotorinen voima F eli Fm määritellään sen kelan ampeerikierroksina, joka synnyttää magneettikentän tuottamaan magneettivuon piiriin. Jos siis kela, jossa on n kierrosta metriä kohti, johtaa virtaa i ampeeria, kelan sisäinen kenttä on ni ampeeria metriä kohti ja sen synnyttämä magnetomotorinen voima on nil ampeerikierrosta, missä l on kelan pituus. Kätevämmin magnetomotorinen voima on Ni, jossa N on kelan kierrosten kokonaismäärä. Magneettivuon tiheys B vastaa magneettipiirissä sähköpiirin virrantiheyttä. Magneettipiirissä virran magneettinen vastine on kreikkalaisella kirjaimella phi, ϕ, symboloitu kokonaisvuo, joka on BA, jossa A on magneettipiirin poikkipinta-ala. Sähköpiirissä sähkömotorinen voima (E) liittyy piirissä kulkevaan virtaan i kaavalla E = Ri, jossa R on piirin resistanssi. Magneettipiirissä F = rϕ, missä r on magneettipiirin reluktanssi ja vastaa sähköpiirin resistanssia. Reluktanssi saadaan jakamalla magneettipolun pituus l permeabiliteetilla kertaa poikkipinta-ala A. Näin ollen r = l/μA; kreikkalainen kirjain mu, μ, symboloi magneettipiirin muodostavan väliaineen permeabiliteettia. Reluktanssin yksiköt ovat ampeerikierroksia per weber. Näitä käsitteitä voidaan käyttää magneettipiirin reluktanssin laskemiseen ja siten kelan läpi kulkevan virran laskemiseen, joka tarvitaan halutun vuon pakottamiseksi tämän piirin läpi.
Tämäntyyppiseen laskentaan liittyy kuitenkin useita oletuksia, jotka tekevät siitä parhaimmillaankin vain likimääräisen ohjeen suunnittelua varten. Läpäisevän väliaineen vaikutus magneettikenttään voidaan havainnollistaa siten, että se ahdistaa magneettiset voimaviivat itseensä. Sitä vastoin voimaviivat, jotka kulkevat korkean läpäisevyyden alueelta matalan läpäisevyyden alueelle, pyrkivät leviämään, ja tämä tapahtuu ilmaraon kohdalla. Siten vuontiheys, joka on verrannollinen voimaviivojen lukumäärään pinta-alayksikköä kohti, pienenee ilmaraossa, kun viivat pullistuvat tai hapsottavat raon sivuilla. Tämä vaikutus voimistuu pidemmissä raoissa; karkeat korjaukset voidaan tehdä kitkavaikutuksen huomioon ottamiseksi.
On myös oletettu, että magneettikenttä rajoittuu kokonaan kelan sisälle. Tosiasiassa on aina tietty määrä vuotovirtaa, jota edustavat kelan ulkopuolella olevat magneettiset voimaviivat, jotka eivät vaikuta ytimen magnetoitumiseen. Vuotovirta on yleensä pieni, jos magneettisydämen permeabiliteetti on suhteellisen suuri.
Käytännössä magneettisen materiaalin permeabiliteetti on sen vuontiheyden funktio. Näin ollen laskelma voidaan tehdä todelliselle materiaalille vain, jos käytettävissä on todellinen magnetoitumiskäyrä tai, mikä on hyödyllisempää, kuvaaja μ:n ja B:n välisestä riippuvuudesta.
Loppujen lopuksi suunnittelussa oletetaan, että magneettisydän ei ole magnetoitunut kyllästymiseen asti. Jos näin olisi, vuontiheyttä ei voitaisi kasvattaa ilmavälissä tässä mallissa, vaikka kelan läpi johdettaisiin kuinka paljon virtaa. Näitä käsitteitä käsitellään tarkemmin seuraavissa erityisiä laitteita koskevissa jaksoissa.
