Магнит
В 1600 году вышло сочинение английского врача Уильяма Гильберта «О магните». К известным уже фактам Гильберт прибавил важные наблюдения: усиление действия магнитных полюсов железной арматурой, потерю магнетизма при нагревании и другие. В 1820 году датский физик Ганс Христиан Эрстед на лекции попытался продемонстрировать своим студентам отсутствие связи между электричеством и магнетизмом, включив электрический ток вблизи магнитной стрелки. По словам одного из его слушателей, он был буквально «ошарашен», увидев, что магнитная стрелка после включения тока начала совершать колебания. Большой заслугой Эрстеда является то, что он оценил значения своего наблюдения и повторил опыт. Соединив длинным проводом полюса гальванической батареи, Эрстед протянул провод горизонтально и параллельно свободно подвешенной магнитной стрелке. Как только был включён ток, стрелка немедленно отклонилась, стремясь встать перпендикулярно к направлению провода. При изменении направления тока стрелка отклонилась в другую сторону. Вскоре Эрстед доказал, что магнит действует с некоторой силой на провод, по которому идёт ток.
Электростатическое удержание плазмы
Наряду с отмеченными выше достоинствами, присущими всему классу открытых ловушек, специфической особенностью электромагнитных ловушек является возможность создания и нагрева плазмы простым методом инжекции через магнитные щели потоков высокоэнергичных электронов (а также при определенных условиях и ионов). При этом остроугольное магнитное поле с его центральной областью не адиабатического движения частиц обеспечивает эффективный захват инжектированных потоков. Захваченные электроны производят ионизацию рабочего газа и отдают часть своей энергии холодной плазме. Такая «барьерная» инжекция электронов, производящаяся с отрицательно заряженного запирающего электрода-катода, является наиболее энергетически экономичной по сравнению со всеми другими способами создания и нагрева плазмы в электромагнитных ловушках. Это связано с тем, что электроны, выходящие обратно на запирающий электрод-катод, не выносят из ловушки энергии (кроме малой «надбарьерной добавки»), а отдают её электрическому полю. Так как одновременно с уходом электронов через барьер производится их инжекция с барьера, электрическое поле передает полученную от уходящих электронов энергию непосредственно инжектируемым, возвращая её в плазму без потерь, то есть происходит рекуперация энергии. Потеря энергии электронами связана только с их диффузией через магнитное поле.