Electromagnético, dispositivo constituído por um núcleo de material magnético rodeado por uma bobina através da qual se passa uma corrente elétrica para magnetizar o núcleo. Um eletroímã é utilizado onde quer que se necessite de ímãs controláveis, como em contrivâncias nas quais o fluxo magnético deve ser variado, invertido ou ligado e desligado.
O projeto de engenharia dos eletroímãs é sistematizado por meio do conceito de circuito magnético. No circuito magnético, uma força magnética F, ou Fm, é definida como os ampere-turns da bobina que gera o campo magnético para produzir o fluxo magnético no circuito. Assim, se uma bobina de n voltas por metro transporta uma corrente i amperes, o campo dentro da bobina é ni amperes por metro e a força magnetomotiva que ela gera é nulo ampere-voltas, onde l é o comprimento da bobina. Mais convenientemente, a força magnetomotiva é Ni, onde N é o número total de voltas na bobina. A densidade do fluxo magnético B é o equivalente, no circuito magnético, à densidade da corrente em um circuito elétrico. No circuito magnético, o equivalente magnético da corrente é o fluxo total simbolizado pela letra grega phi, ϕ, dada por BA, onde A é a área da secção transversal do circuito magnético. Num circuito eléctrico, a força electromotriz (E) está relacionada com a corrente, i, no circuito por E = Ri, onde R é a resistência do circuito. No circuito magnético F = rϕ, onde r é a relutância do circuito magnético e é equivalente à resistência do circuito eléctrico. A relutância é obtida pela divisão do comprimento do percurso magnético l pelo tempo de permeabilidade da secção transversal A; assim r = l/μA, a letra grega mu, μ, simbolizando a permeabilidade do meio que forma o circuito magnético. As unidades de relutância são ampere-turns por weber. Estes conceitos podem ser empregados para calcular a relutância de um circuito magnético e assim a corrente necessária através de uma bobina para forçar o fluxo desejado através deste circuito.
As suposições transversais envolvidas neste tipo de cálculo, no entanto, fazem dele, na melhor das hipóteses, apenas um guia aproximado para o desenho. O efeito de um meio permeável sobre um campo magnético pode ser visualizado como sendo o de recobrir as linhas magnéticas de força em si mesmas. Ao contrário, as linhas de força que passam de uma região de alta para uma de baixa permeabilidade tendem a se espalhar, e esta ocorrência ocorrerá em uma caixa de ar. Assim, a densidade do fluxo, que é proporcional ao número de linhas de força por unidade de área, será reduzida na caixa de ar pelas linhas que se abaulam para fora, ou franjas, nos lados da caixa. Este efeito aumentará para espaços mais longos; correções aproximadas podem ser feitas para levar em conta o efeito de abaulamento.
Também foi assumido que o campo magnético está inteiramente confinado dentro da bobina. Na verdade, há sempre uma certa quantidade de fluxo de fuga, representada por linhas magnéticas de força em torno do exterior da bobina, o que não contribui para a magnetização do núcleo. O fluxo de fuga é geralmente pequeno se a permeabilidade do núcleo magnético for relativamente alta.
Na prática, a permeabilidade de um material magnético é uma função da densidade do fluxo nele contido. Assim, o cálculo só pode ser feito para um material real se a curva de magnetização real, ou, mais útil, um gráfico de μ contra B, estiver disponível.
Finalmente, o desenho assume que o núcleo magnético não é magnetizado até à saturação. Se fosse, a densidade do fluxo não poderia ser aumentada na caixa de ar neste projeto, não importando quanta corrente fosse passada através da bobina. Estes conceitos são expandidos nas seções seguintes em dispositivos específicos.
