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Les aimants ont été l’un des matériaux les plus utiles découverts et ont été à l’origine de nombreuses merveilles et divertissements. Depuis leur découverte, il y a des milliers d'années, les utilisateurs ont trouvé des utilisations pour les aimants dans tous les types d'équipements. Du compas aux portes d'armoires, la plupart des gens rencontrent des aimants au quotidien, mais beaucoup ne comprennent pas parfaitement leur fonctionnement.
Matériau ferreux
Un métal ferreux est défini comme tout métal contenant du fer. Les métaux ferreux sont très courants en raison de la forte utilisation de fer dans la plupart des alliages métalliques. Les métaux ferreux contiennent une quantité de fer suffisamment importante pour créer suffisamment de domaines sur lesquels un champ magnétique peut agir et attirer. Les matériaux ferreux sont les seuls objets physiquement attirés par les champs magnétiques.
Domaines
Les domaines sont la raison principale pour laquelle les aimants ne fonctionnent qu'avec des matériaux ferreux. Les domaines sont les petits champs magnétiques individuels qui entourent un groupe de molécules de fer. Chaque domaine a son propre alignement polaire individuel et chaque ligne polaire de domaines peut faire face dans des directions différentes du reste des molécules environnantes. L'ordre brouillé de ces domaines est la raison pour laquelle le fer, en soi, n'est pas magnétique, mais peut être utilisé par d'autres aimants. Les domaines se trouvent naturellement dans les métaux ferreux et peuvent être créés temporairement par un courant électrique qui coule.
Comment ils travaillent
Les champs magnétiques sont créés lorsque la multitude de domaines individuels s'aligne sur des forces externes. Les domaines peuvent s'aligner par exposition à un courant électrique ou même par un mouvement physique contre un autre objet magnétisé. Les objets ferreux sont attirés par les champs magnétiques lorsque les domaines individuels s'alignent sur les champs électriques. Il est possible de magnétiser la plupart des objets ferreux en les frottant plusieurs fois contre un aimant. Une fois que les domaines de la molécule de fer sont alignés et font face dans la même direction polaire, leur unisson crée un champ magnétique qui peut agir sur d’autres matériaux ferreux.
Aimants naturels
Ce sont les aimants naturels qui ont conduit à la découverte originale des aimants. La magnétite est l’un des métaux les plus courants que l’on considère comme un aimant naturel. La magnétite est un métal dont la construction atomique est facilement magnétisée par simple contact avec d'autres objets métalliques. Les Vikings et les Chinois utilisaient de la magnétite dans les premiers compas.
Électro-aimants
Les électro-aimants sont créés en faisant circuler un courant électrique dans un métal conducteur. Un courant électrique provoque le mouvement rapide des électrons, ce qui crée un champ magnétique. Des champs électromagnétiques peuvent être créés en faisant passer un courant électrique à travers tout métal, y compris les métaux conducteurs non ferreux.