Một nam châm điện chỉ đơn giản là một cuộn dây điện. Nó thường được quấn quanh một lõi sắt. Tuy nhiên, nó có thể được quấn quanh một lõi không khí. Khi kết nối với một điện áp DC hoặc nguồn hiện tại, các nam châm điện trở nên tràn đầy sinh lực, tạo ra một từ trường giống như một nam châm vĩnh cửu. Mật độ từ tỷ lệ thuận với độ lớn của dòng điện chạy trong dây của nam châm điện.
Tầm quan trọng then chốt của một nam châm điện là khả năng kiểm soát sức mạnh của mật độ từ thông, sự phân cực của nó. Sức mạnh của mật độ từ thông được kiểm soát bởi độ lớn của dòng điện chạy trong cuộn dây. Cực của nó được xác định bởi hướng của dòng chảy hiện tại, và hình dạng được xác định bởi hình dạng của lõi sắt xung quanh có các cuộn dây được quấn.
Cảm ứng từ của nam châm điện được dẫn và tạo thành thông qua việc sử dụng một lõi dẫn từ làm bằng vật liệu từ được cấu tạo khá mềm. Loại lõi này có độ từ thẩm lớn và cảm ứng từ bão hòa rất cao. Nam châm điện có khả năng cảm ứng từ ổn định hơn hẳn nam châm vĩnh cửu. Đặc biệt loại nam châm này có cảm ứng từ hoàn toàn có thể thay đổi được thông qua việc điều khiển dòng điện chạy qua cuộn dây.
Dòng điện của nam châm điện sản sinh ra là một hằng số và rất lớn. Do đó nó không bị phụ thuộc khi mạch hoạt động. Không những thế khi vận hành và sử dụng nó rất êm không gây ra bất cứ tiếng động lớn nào đây cũng chính là ưu điểm lớn của nam châm điện một chiều.
Ta dùng quy tắc bàn tay phải để xác định từ trường của cuộn dây. Đối với quy tắc này bạn cũng tưởng tượng rằng, đoạn dây thẳng giờ đây sẽ được uốn thành một vòng dây và qua đó ta xác định được từ trường của vòng dây một cách dễ dàng.
Khi từ trường của nhiều vòng dây được kết hợp lại với nhau chúng sẽ tạo thành từ trường của cuộn dây. Từ trường sẽ đều và mạnh nhất ngay trong lòng của cuộn dây. Chiều từ trường của cuộn dây cũng giống như chiều từ trường của các vòng dây. Ngoài ra, vòng dây ngoài cùng của cuộn dây, nơi mà các đường sức từ có hướng đi ra khỏi cuộn dây được xác định là cực bắc của nam châm. Và vòng dây ngoài cùng còn lại, nơi các đường sức từ đi vào cuộn dây tức là cực nam của nam châm.
Từ trường của cuộn dây dẫn điện có tính chất giống như từ trường của một nam châm. Phải có dòng điện thì từ trường mới tồn tại.
Một vài điều cần lưu ý khi bạn tự tạo cho mình một nam châm điện:
- Sử dụng dây điện từ với một lớp men
- Cần có thời gian bảo dưỡng và làm sạch.
- Sau khi lớp đầu tiên, quấn lớp này với một mảnh giấy mỏng, hoặc một lớp băng keo điện, để cung cấp một bề mặt mịn cho lớp thứ hai nằm phía trên. Lặp lại bước này cho mỗi lớp, hoặc ít nhất là cho mỗi ba lớp.
– Tìm hiểu thêm: Nam châm đất hiếm và những ứng dụng trong sản xuất