电磁铁

导线中的电流产生磁场，将导线绕成线圈，可以让各部分磁场按结构叠加。较长螺线管的中央区域可形成近似均匀的场，场强与电流和单位长度匝数相关。真实线圈具有有限长度，靠近端部时需要考虑不同的场分布。

参考：[1]

改变电流能够调节磁场，改变线圈形状则能调整场在空间中的分布。环形线圈把主要磁场组织在环内，其他结构可以提供弯转或聚焦作用。设计目标不仅是让场更强，还包括均匀性、方向、可到达区域与对周围设备的影响。

参考：[1] [2]

普通线圈的电阻使电流运行伴随热损耗，高电流设计因此需要散热。超导材料在适当条件下能够显著减少线圈电阻损耗，但必须维持规定的低温与工作范围。制冷、供电和机械支撑一起构成电磁铁系统，线圈材料不是唯一的性能因素。

参考：[3] [2]

大型强子对撞机使用不同磁极结构组织粒子束：偶极磁体主要弯转轨迹，四极磁体用于聚焦，其他磁体修正场误差。它们利用相同的电流生磁基础，却完成不同任务。磁场测量与控制使粒子运动成为能够精确安排的实验条件。

参考：[2]