De impedantie van een spoel wordt gegeven door:

Hieruit volgt dat bij DC ( dus f=0 Hz) de impedantie gelijk is aan de gelijkstroomweerstand van de wikkeling. Alle opgenomen vermogen (IxU) wordt omgezet in warmte. Naarmate de spoel warmer wordt, stijgt de weerstand van de wikkeling, wat de stroom doet dalen. Het is duidelijk dat er steeds een evenwicht kan worden gevonden zo dat de temperatuur niet oploopt boven een bepaalde maximale waarde (60 graden Celcius is een praktisch bruikbaar maximum), enerzijds te wijten aan de toenemende weerstand, anderzijds aan de warmteafgifte aan de omgeving. De werkingskondities waaronder dit gebeurt bepalen de 100% duty cycle voorwaarde.

Het zal duidelijk zijn uit de formule dat het instandhouden van het magnetisch veld dat opgebouwd wordt wanneer een stroom door de spoel loopt geen elektrisch vermogen behoeft. Het intiele opbouwen van dat magnetisch veld evenwel vergt wel degelijk een vermogen. Dit kunnen we eenvoudig konstateren op grond van de stroomstoot die ontstaat bij het inschakelen van de stroom door de spoel. Zowel het opbouwen als het afbouwen van het magnetisch veld, evenals elk wijziging daarin door arbeid die verricht wordt door dat elektromagnetische veld kost vermogen. Wanneer de stroom door de spoel wordt uitgeschakeld, wordt het magnetisch veld afgebouwd wat gepaard gaat met een stroomstoot in omgekeerde richting. Anders gesteld, de spoel geeft de energie die nodig was om het magnetisch veld op te bouwen, bij het afbouwen van dat veld opnieuw af. Dit verklaart de hoge spanningspiek die we meten (of voelen...) wanneer we een spoel plots loskoppelen van een stroombron. Deze induktiestoot wordt in de meeste gevallen beperkt door over de spoel een diode te schakelen die de opgewekte spanning kortsluit. Bij het uitschakelen van de spoel wordt de energie van het magnetisch veld dan omgezet in warmte in de diode.

Wanneer de spoel deel uitmaakt van een elektromagneet waarmee mechanische arbeid wordt geleverd, dan wordt een deel van de energie omgezet in mechanische arbeid. Die arbeid kan worden gemeten door de grootte van de induktie spanning te meten.

De kracht die kan ontwikkeld worden door een elektromagneet is evenredig met het At produkt: het produkt van de stroom door de spoel (A) en het aantal wikkelingen (turns). De maximale kracht die kan geleverd worden wordt niet alleen beperkt door de weerstandsverliezen en de temperatuurverhiging daardoor veroorzaakt, maar ook door de saturatie van de magneetkern. Wanneer we de stroom door de spoel laten toenemen, dan blijft de kracht maar evenredig toenemen tot op dat punt waarop de kern volledig verzadigd is en dus niet nog meer kan worden gemagnetiseerd. Voor praktische magneten ligt die saturatiegrens op het punt waar de duty cycle 10% wordt (inschakelduur = 1/10e uitschakelingsduur). De kracht uitgeoefend door een bekrachtigde elektromagneet op een magnetiseerbaar voorwerp is omgekeerd exponentieel afhankelijk van de afstand tussen voorwerp en magneet. Bij kontakt, en dus afstand nul, is de kracht maximaal. Het verloop van de kurve die kracht versus afstand of trajekt toont, kan enigszins worden gevarieerd door de vorm van de poolschoen(en) van de elektromagneet en/of het anker.

 

Koperdraadtabel (voor stroomdichtheid 3A/mm^2)

draaddiameter in mm (blank) draaddoorsneede in mm2 gewicht in g/km weerstand in ohm per 100 meter lengte in m voor 1 ohm weerstand aantal windingen per cm2 wikkelruimte toelaatbare belasting in A 3A per mm2 draaddiameter in mm geemaileerd S.W.G. A.W.G. B.W.G
0,03 0,000707 6,29 2350 0,0426 43000 0,0021 -- 49 48 --
0,04 0,00126 11,2 1320 0,0720 28200 0,0033 -- 48 46 --
0,05 0,00196 17,5 894 0,112 23500 0,006 0,08 47 -- --
0,07 0,00385 34,4 455 0,220 12900 0,011 0,10 45 -- --
0,08 0,00503 44,9 350 0,228 10700 0,015 0,115 44 40 --
0,09 0,00636 56,0 276 0,364 8600 0,019 0,127 43 39 --
0,10 0,00785 69,9 224 0,448 6700 0,024 0,138 42 38 36
0,12 0,0113 101 155 0,646 4860 0,034 0,163 40 37/36 35
0,15 0,0177 158 99 1,01 3120 0,053 0,200 38 35 --
0,16 0,0201 179 87 1,15 2760 0,060 0,212 38 34 --
0,18 0,0254 226 69 1,45 2270 0,076 0,236 37 33 34
0,20 0,0314 280 55,8 1,80 1890 0,094 0,259 36 32 33
0,22 0,0380 339 46,1 2,18 1540 0,114 0,282 35 31 32
0,25 0,0491 438 35,7 2,80 1230 0,147 0,316 33 30 31
0,27 0,0573 511 30,6 3,28 1060 0,171 0,342 32 29 --
0,28 0,0616 550 28,5 3,52 1000 0,184 0,350 32 29 --
0,30 0,0707 629 24,8 4,03 890 0,212 0,374 31 29 30
0,32 0,0804 716 21,8 4,60 750 0,241 0,396 30 28 29
0,35 0,0962 857 18,2 5,49 640 0,289 0,430 29 27 28
0,38 0,113 1010 15,5 6,47 560 0,340 0,460 28 27 --
0,40 0,124 1120 13,96 7,20 510 0,377 0,487 27 26 27
0,45 0,159 1420 11,20 9,09 400 0,477 0,540 26 25 26
0,50 0,196 1750 8,90 11,2 310 0,588 0,595 25 24 25
0,55 0,237 2110 7,38 13,5 270 0,714 0,65 24 23 24
0,60 0,283 2520 6,21 16,2 230 0,849 0,70 23 23 --
0,65 0,332 2960 5,29 19 199 1,0 0,75 23 22 23
0,70 0,385 3440 4,56 22 174 1,16 0,81 22 21 22
0,75 0,442 3930 3,97 25,2 132 1,33 0,86 22 21 --
0,80 0,503 4490 3,49 28,8 118 1,51 0,92 21 20 21
0,85 0,567 5070 3,11 32,5 106 1,70 0,97 21 20 --
0,90 0,636 5680 2,76 36,4 96 1,91 1,03 20 19 20
0,95 0,709 6310 2,47 40,5 87 2,13 1,08 20 19 --
1,00 0,785 6990 2,26 44,8 -- 2,36 1,13 19 18 --
1,10 0,950 8470 1,88 51,4 -- 2,85 1,23 19 17 19
1,20 1,131 10100 1,58 64,6 -- 3,39 1,34 18 17 --
1,30 1,33 11900 1,34 76,2 -- 3,98 1,44 18 16 --
1,40 1,54 13700 1,16 88,2 -- 4,62 1,55 17 15 --
1,50 1,77 15800 1,01 101 -- 5,30 1,64 16 15 17
1,60 2,01 17900 0,887 115 -- 6,03 1,75 16 14 16
1,70 2,27 20200 0,785 130 -- 6,81 1,86 15 14 16
1,80 2,54 22600 0,700 145 -- 7,64 1,96 15 13 15
1,90 2,84 25300 0,628 163 -- 8,50 2,07 15 13 --
2,00 3,14 28000 0,567 180 -- 9,42 2,18 14 12 14
2,20 3,80 33900 0,468 218 -- 11,40 2,40 13 11 --
2,50 4,91 43800 0,363 280 -- 14,73 2,80 12 10 13
3,00 7,07 62900 0,252 405 -- 21,20 3,35 11 9 11
3,50 9,62 85700 0,185 550 -- 28,86 3,90 10 7 10
4,00 12,60 112000 0,142 720 -- 37,71 4,45 8 6 8