Contenu
- Magnétisme et aimants naturels
- Magnétiser le métal
- Aimants en céramique, flexibles et en forme
- Électro-aimants
- Aimants supraconducteurs
Les aimants sont des objets qui peuvent exercer une force puissante sur d'autres objets sans les toucher. Un aimant peut provoquer le déplacement d'objets métalliques ou autres aimants. Il existe de nombreux types d'aimants, du simple aimant pour réfrigérateur aux aimants industriels pouvant soulever une voiture. Les aimants sont utilisés dans les compas pour déterminer la direction, dans les haut-parleurs pour produire du son, dans les ordinateurs et les téléviseurs, et ils ont de nombreuses autres applications. Certains aimants sont formés naturellement; d'autres sont fabriqués par des humains.
Magnétisme et aimants naturels
Toute la matière est faite d'atomes. Un atome peut être considéré comme un petit noyau de matériau autour duquel gravitent des particules encore plus petites de matière, appelées électrons. Les électrons ont une charge électrique, alors quand ils gravitent autour, ils forment de petites boucles de courant électrique autour de chaque noyau. Les champs magnétiques sont formés par l'électricité. Dans la plupart des matériaux, les petits aimants formés par chaque atome pointent tous dans des directions différentes et s'annulent donc mutuellement. Dans certains matériaux, tels que le lodestone, un minerai de fer, le champ magnétique de la Terre alignait tous les aimants des atomes et laissait à la pierre entière un grand aimant.
Magnétiser le métal
Les gens utilisent des aimants naturels depuis des milliers d'années. Une fois que les gens ont découvert que d'autres matériaux pouvaient également être transformés en aimants, ils ont commencé à produire des aimants plus puissants selon divers procédés. Certains métaux peuvent être transformés en aimants en les exposant à des champs magnétiques. Bien que le simple fait de placer le métal dans un champ magnétique puisse fonctionner, le fait de le faire vibrer augmente l'effet. Caresser le métal avec l'aimant augmente également l'effet. Chauffer le métal pendant qu'il est dans le champ et le marteler pendant qu'il refroidit augmente l'effet encore plus loin. L'acier et le fer sont de bons aimants. Il en va de même d'un alliage d'aluminium, de nickel et de cobalt appelé alnico.
Aimants en céramique, flexibles et en forme
Les aimants en céramique sont fabriqués à partir d'oxyde de fer et de carbonate de baryum ou de strontium. Ils sont façonnés et cuits comme n'importe quelle autre céramique. Les aimants souples et façonnés sont fabriqués en mélangeant de la poudre aimantée (telle que de la poudre d’oxyde de fer) avec de la résine ou du plastique. La résine ou le plastique peut ensuite être moulé comme d'habitude. Il en résulte un aimant de forme unique pouvant être flexible.
Électro-aimants
Les électro-aimants ne sont pas comme les autres types d'aimants. Ils n'utilisent pas nécessairement de matériaux magnétiques dans leur construction. Parce que tout courant électrique en mouvement produit un champ magnétique, un aimant peut être constitué d’une batterie et d’un fil. Si le fil est formé dans une boucle, il crée un champ magnétique avec un pôle nord et sud ressemblant à des aimants permanents. Si plusieurs bobines de fil sont constituées du même fil, l'aimant formé est encore plus puissant. Si du fer ou un matériau magnétisable similaire est placé au centre de la bobine, l'aimant devient encore plus puissant.
Aimants supraconducteurs
Les aimants supraconducteurs sont un type spécial d'électroaimant. Les boucles de fil sont refroidies à presque zéro absolu et déconnectées de leur source d'alimentation. Parce que la bobine est si froide, les atomes qu'elle contient sont si immobiles qu'ils n'offrent aucune résistance au mouvement des électrons et que le courant continue de circuler. Cela se traduit par la formation d'un champ magnétique beaucoup plus puissant.