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Il est possible d'accroître l'efficacité des aimants, qu'il s'agisse d'aimants supraconducteurs synthétiques ou de morceaux de fer, en modifiant la température du matériau ou du dispositif. Comprendre les mécanismes du flux d'électrons et de l'interaction électromagnétique permet aux scientifiques et aux ingénieurs de créer ces puissants aimants. Sans la possibilité d'améliorer les champs magnétiques en abaissant la température, les aimants puissants de haute puissance, tels que ceux utilisés dans les appareils d'IRM, seraient hors de portée.
Courant
Le paramètre décrivant une charge en mouvement s'appelle courant. Un champ magnétique est généré lorsqu'un courant traverse une matière. L'augmentation du courant génère un champ magnétique plus puissant. Pour la majorité des matériaux, la particule chargée en mouvement est l'électron. Dans le cas de certains aimants, tels que les aimants permanents, ces mouvements sont très petits et se produisent dans les atomes du matériau. Dans les électroaimants, le mouvement se produit lorsque des électrons traversent une bobine de fil.
Courant croissant
Augmenter la charge de la particule ou la vitesse à laquelle elle se déplace augmente le courant. Peu peut être fait pour augmenter ou diminuer la charge en électrons - sa valeur est constante. Ce qui peut être fait, cependant, consiste à augmenter la vitesse à laquelle l'électron se déplace, et cela peut être accompli en diminuant la résistance.
La résistance
La résistance, comme le mot l’implique, entrave la circulation du courant. Chaque matériau a sa propre valeur de résistance. Par exemple, le cuivre est utilisé pour le câblage électrique en raison de sa très faible résistance, alors qu'un bloc de bois a une très grande résistance et constitue un mauvais conducteur. Le moyen le plus simple de modifier la résistance d’un matériau consiste à modifier sa température.
Température
La résistance dépend directement de la température - plus la température du matériau est basse, plus la résistance est basse. Cet effet augmente le courant et donc la force du champ magnétique. L'abaissement de la température des matériaux conducteurs est le moyen le plus simple et le plus efficace de fabriquer les puissants aimants utilisés aujourd'hui.
Supraconducteurs
Certains matériaux ont des températures auxquelles la résistance chute presque à zéro. Cela rend le courant presque exactement proportionnel à la tension et crée des champs magnétiques très puissants. Ces matériaux sont appelés supraconducteurs. Selon Physics for Scientist and Engineers, la liste connue de ces matériaux se compte en milliers. Sur la base de ce principe, le laboratoire de champs magnétiques élevés de l’Université Radboud de Nimègue (Pays-Bas) utilise un aimant si puissant que des objets normalement non magnétiques, tels que des grenouilles, peuvent être lévités dans un champ magnétique.