Contenu
- Lien entre l'électricité et le magnétisme
- Aimants Naturels
- Pourquoi les aimants naturels ont-ils des champs magnétiques?
- Pièces électromagnétiques
- Comment fonctionnent les électroaimants
- En comparaison
Le magnétisme est une force naturelle qui permet aux aimants d'interagir à distance avec d'autres aimants et certains métaux. Chaque aimant a deux pôles, nommés les pôles «nord» et «sud». Comme des pôles magnétiques se repoussent et que différents pôles se rapprochent. Tous les aimants attirent certains métaux. Il existe deux types d'aimants. Il existe des aimants naturels et des aimants constitués de pièces électriques, appelées «électroaimants».
Lien entre l'électricité et le magnétisme
L’électricité et le magnétisme, bien qu’apparemment deux forces distinctes, sont en réalité étroitement interconnectés. Découverte par le physicien Michael Faraday au 19ème siècle, la loi de l'induction électromagnétique montre que les charges électriques en mouvement créent des champs magnétiques. C’est la base de l’existence d’aimants naturels et d’électroaimants artificiels, selon Kristen Coyne du Laboratoire national des champs magnétiques élevés.
Aimants Naturels
Avec les aimants naturels, le courant de charges électriques en mouvement qui crée le champ magnétique est généré à l'intérieur de la substance de l'aimant. Les atomes, les particules minuscules qui composent tous les objets physiques, sont constitués d'électrons chargés en orbite autour de particules nucléaires. Comme les électrons se déplacent constamment autour du noyau, ils créent constamment des champs magnétiques.
Pourquoi les aimants naturels ont-ils des champs magnétiques?
Dans la plupart des matériaux, les pôles nord et sud de ces minuscules aimants atomiques pointent dans tous les sens. Cela fait que les effets de chacun s’annulent, et le matériau reste non magnétique. Dans certains matériaux, principalement des métaux, ces minuscules aimants s'alignent et rendent l'objet entier magnétique.
Pièces électromagnétiques
Un électroaimant est un appareil composé de trois parties simples. Une bobine de fil est enroulée autour d'un noyau de métal, généralement du fer. Une batterie ou une autre source d'alimentation est connectée à la bobine de fil. Le fil est généralement très fin et isolé par de l’émail, afin de réduire la taille.
Comment fonctionnent les électroaimants
Lorsque la tension est appliquée à la bobine, un courant électrique commence à la traverser. Cela provoque la formation d'un champ magnétique autour du fil. La forme de la bobine force le champ magnétique du courant dans une configuration spéciale. Tous les champs de chaque boucle de la bobine s'alignent pour que l'effet soit celui d'un aimant à barres naturel. Une extrémité de la bobine est un pôle nord et l'autre extrémité est un pôle sud. Le noyau de fer renforce le champ du fil, renforçant ainsi l'électroaimant.
En comparaison
À bien des égards, un aimant naturel et un électroaimant sont identiques. Les deux sont des objets générant des champs magnétiques importants hors des courants électriques. Les deux ont un pôle nord et un pôle sud. Cependant, un électroaimant peut faire varier sa force (en faisant varier son courant) et un aimant naturel ne le peut pas. Un électro-aimant peut commuter ses pôles (en inversant sa tension), contrairement à un aimant naturel. Le champ d'un aimant naturel est généré par de nombreux courants microscopiques. Le champ d'un électroaimant est généré par un seul courant à grande échelle.