Electromagnet, dispositiu format per un nucli de material magnètic envoltat per una bobina a través de la qual passa un corrent elèctric per magnetitzar el nucli. S'utilitza un electroimant allà on es requereixi imants controlables, com en les diferències en què el flux magnètic s'ha de variar, revertir o encendre i desactivar.
El disseny d’enginyeria d’electroimants es sistematitza mitjançant el concepte de circuit magnètic. Al circuit magnètic, una força magnetomotora F, o Fm, es defineix com l’amperi-gir de la bobina que genera el camp magnètic per produir el flux magnètic en el circuit. Així, si una bobina de n voltes per metre porta un corrent i amperes, el camp dins de la bobina és ni amperes per metre i la força magnetomotriu que genera és nul ampere-volta, on és la longitud de la bobina. Més convenientment, la força magnetomotriu és Ni, on N és el nombre total de voltes de la bobina. La densitat de flux magnètic B és l'equivalent, en el circuit magnètic, de la densitat de corrent en un circuit elèctric. En el circuit magnètic, l’equivalent magnètic al corrent és el flux total simbolitzat per la lletra grega phi, ϕ, donada per BA, on A és l’àrea de secció del circuit magnètic. En un circuit elèctric, la força electromotriu (E) està relacionada amb el corrent, i, al circuit per E = Ri, on R és la resistència del circuit. Al circuit magnètic F = rϕ, on r és la reticència del circuit magnètic i equival a la resistència en el circuit elèctric. La reticència s’obté dividint la longitud de la trajectòria magnètica l per les vegades de permeabilitat de l’àrea de secció A; així r = l / μA, la lletra grega mu, μ, que simbolitza la permeabilitat del medi que forma el circuit magnètic. Les unitats de reticència són amperevolucions per weber. Aquests conceptes es poden utilitzar per calcular la reticència d'un circuit magnètic i per tant el corrent necessari a través d'una bobina per forçar el flux desitjat a través d'aquest circuit.
Tanmateix, diverses hipòtesis relacionades amb aquest tipus de càlcul el converteixen en el millor dels casos en una guia aproximada del disseny. L'efecte d'un medi permeable sobre un camp magnètic es pot visualitzar com per abastar les línies de força magnètiques en si mateix. Per contra, les línies de força que passen d’una regió d’alta a una de baixa permeabilitat solen difondre’s, i aquest fet es produirà en un buit aeri. D'aquesta manera, la densitat de flux, que és proporcional al nombre de línies de força per unitat d'àrea, es reduirà en el buit d'aire a causa de les línies que s'amunteguen o es desviuen als costats del buit. Aquest efecte augmentarà per les llacunes més llargues; es poden fer correccions rugoses per tenir en compte l'efecte de fregament.
També s'ha suposat que el camp magnètic està completament limitat dins de la bobina. De fet, sempre hi ha una certa quantitat de flux de fuites, representat per línies de força magnètiques al voltant de l’exterior de la bobina, que no contribueix a la magnetització del nucli. El flux de fuites és generalment petit si la permeabilitat del nucli magnètic és relativament alta.
A la pràctica, la permeabilitat d’un material magnètic és funció de la densitat de flux que hi ha. Així, el càlcul només es pot fer per a un material real si hi ha disponible la corba de magnetització real, o, més útil, un gràfic de μ en contra de B.
Finalment, el disseny suposa que el nucli magnètic no està magnetitzat fins a la saturació. Si fos així, la densitat de flux no es podria augmentar en la bretxa d'aire d'aquest disseny, no importa la quantitat de corrent que passés per la bobina. Aquests conceptes s’amplien més endavant en seccions següents sobre dispositius específics.
