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Les aimants font partie de notre quotidien de différentes manières. Bien que la plupart des gens pensent probablement aux aimants de couleurs vives fixés à leur réfrigérateur, ceux-ci sont beaucoup plus variés que cela. Les aimants sont utilisés dans la science, l'industrie et la vie quotidienne. Certains sont formés naturellement, d'autres sont fabriqués par l'homme; certaines sont permanentes et d'autres temporaires.
Les types
Les aimants naturels se trouvent dans un minéral riche en fer appelé magnétite. La Terre elle-même est un aimant. Cependant, la plupart des aimants utilisés aujourd'hui sont fabriqués par l'homme et résultent du traitement de certains alliages métalliques afin que les charges s'alignent. Les aimants artificiels peuvent être temporaires ou permanents. Les aimants temporaires peuvent être fabriqués en frottant un morceau de métal magnétique, tel que le fer, ou en faisant passer de l'électricité à travers les bobines d'un électro-aimant.
Histoire
Les premiers aimants étaient des morceaux de magnétite trouvés par hasard. Il y a plus de 1 000 ans, les marins chinois utilisaient de petits morceaux de fer et de magnétite comme compas de base. Les études modernes sur le magnétisme ont commencé avec les travaux de William Gilbert au début des années 1600, lorsqu'il a déterminé que la Terre présentait du magnétisme et que celui-ci pouvait être modifié par des processus externes.
Une fonction
Tous les aimants fonctionnent sur les mêmes principes physiques de base. Dans un aimant, les atomes du métal sont organisés en groupes appelés domaines, dans lesquels les alignements atomiques font que les domaines microscopiques deviennent des aimants à cette échelle. Les domaines eux-mêmes s'alignent pour créer le plus grand aimant. L'application de chaleur sur le matériau magnétique permet aux alignements de rester stables, formant ainsi un aimant permanent.
Taille et force
La taille des aimants varie énormément, qu'il s'agisse d'aimants minuscules utilisés dans l'électronique ou la fabrication, ou d'aimants géants utilisés pour l'expérimentation cyclotron en physique. La force de ces aimants peut également varier considérablement. Un aimant comme ceux utilisés pour coller aux réfrigérateurs a généralement une force d'environ un dixième de tesla, l'unité d'induction magnétique. L’aimant le plus puissant jamais enregistré, un électro-aimant construit en 2001 au département américain d’Energys Berkeley Lab, avait une puissance de 14,7 teslas et était utilisé pour plier les trajectoires de particules atomiques à grande vitesse.
Avantages
L'une des principales utilisations pratiques des aimants est la production d'électricité. Tout comme l'électricité peut créer du magnétisme dans un électroaimant, le mouvement des aimants dans un générateur peut produire de l'électricité. Les aimants sont également utilisés dans certains trains à grande vitesse, ordinateurs, téléphones, machines d’usine et boussoles.