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 |