Sähkömagneetti, laite, joka koostuu magneettisen materiaalin ytimestä, jota ympäröi kela, jonka läpi sähkövirta johdetaan ytimen magnetoimiseksi. Sähkömagneettia käytetään aina, kun vaaditaan ohjattavia magneetteja, kuten tapauksissa, joissa magneettivuoa on tarkoitus muuttaa, kääntää tai kytkeä päälle ja pois päältä.
Sähkömagneettien suunnittelu suunnitellaan systemaattisesti magneettisen piirin käsitteen avulla. Magneettipiirissä magneettimoottorivoima F tai Fm määritellään kelan ampeeri-kierroksiksi, joka synnyttää magneettikentän tuottamaan magneettisen vuon piirissä. Siten, jos n kierrosta metriä kohti kulkee virta i ampeereina, kelan sisällä oleva kenttä on nmpeä ampeeria metriä kohti ja sen muodostama magneettimoottorivoima on nolla ampeerin kierrosta, missä l on kelan pituus. Kätevämmin magneettimoottorivoima on Ni, missä N on kelan kierrosten kokonaismäärä. Magneettinen vuontiheys B on vastaava magneettipiirissä virrantiheydestä sähköpiirissä. Magneettipiirissä virran magneettinen ekvivalentti on kokonaisvirta, jota symboloi kreikkalainen kirjain phi, ϕ, joka annetaan BA: lla, missä A on magneettisen piirin poikkileikkauspinta-ala. Sähköpiirissä sähköautovoima (E) liittyy virtaan, i, piirissä E = Ri: llä, missä R on piirin vastus. Magneettipiirissä F = rϕ, missä r on magneettisen piirin suhteellisuus ja vastaa sähköpiirin vastusta. Reluktanssi saadaan jakamalla magneettisen reitin l pituus läpäisevyyskertoilla, jotka on poikkileikkauspinta-ala A; siten r = l / μA, kreikkalainen kirjain mu, μ, joka symboloi magneettisen piirin muodostavan aineen läpäisevyyttä. Epäjohdonmukaisuuden yksiköt ovat ampeeri-käännöksiä per kuutio. Näitä konsepteja voidaan käyttää laskemaan magneettisen piirin suhteellisuus ja siten kelan läpi tarvittava virta halutun vuon pakottamiseksi tämän piirin läpi.
Useat tämäntyyppiseen laskentaan liittyvät oletukset tekevät siitä kuitenkin parhaimmillaan vain suunnittelevan oppaan. Läpäisevän väliaineen vaikutus magneettikentään voidaan visualisoida tarkoittavan, että magneettiset voimajohdot törmäävät itseensä. Sitä vastoin voimalinjoilla, jotka kulkevat korkealta alueelta, jolla on alhainen läpäisevyys, on taipumus levitä, ja tämä tapahtuu ilmaraon kohdalla. Siten vuontiheyttä, joka on verrannollinen voimajohtojen lukumäärään pinta-alayksikköä kohti, vähennetään ilmavälissä linjojen kautta, jotka pullistuttavat tai fringoivat raon sivuilla. Tämä vaikutus kasvaa pidempien aukkojen vuoksi; karkeita korjauksia voidaan tehdä fringing-vaikutuksen huomioon ottamiseksi.
On myös oletettu, että magneettikenttä on rajoitettu kokonaan kelaan. Itse asiassa on aina tietty määrä vuotovuota, jota edustavat magneettiset voimalinjat kelan ulkopuolella, mikä ei vaikuta ytimen magnetoitumiseen. Vuotovirta on yleensä pieni, jos magneettisen ytimen läpäisevyys on suhteellisen korkea.
Käytännössä magneettisen materiaalin läpäisevyys on funktiona siinä olevan vuon tiheydestä. Siten laskelma voidaan tehdä todelliselle materiaalille vain, jos todellinen magnetointikäyrä tai, käyttökelpoisemmin, kuvaaja μ B: n suhteen on käytettävissä.
Lopuksi suunnittelussa oletetaan, että magneettista ydintä ei magnetoida kylläisyyteen. Jos se olisi, vuon tiheyttä ei voitu lisätä ilmarakenteessa tässä mallissa riippumatta siitä, kuinka paljon virtaa kuljettiin kelan läpi. Näitä käsitteitä laajennetaan edelleen seuraavissa erityisiä laitteita koskevissa osioissa.
