Sélectionner une page

Le magnétisme est la réaction d’un objet causée par la proximité d’un champ magnétique à l’objet. Par exemple, le clic d’un aimant sur un réfrigérateur. Un aimant est un objet qui présente un champ magnétique (électro)magnétique permanent ou temporaire de l’extérieur.

La force qu’un aimant exerce sur d’autres objets ou substances magnétiques est la plus forte à l’extrémité de l’aimant. Ces points les plus forts sont appelés pôles magnétiques ; vous avez un pôle nord et un pôle sud. Notre planète, la Terre, possède également un champ magnétique.

Un champ magnétique est un champ de force invisible autour d’un aimant permanent ou d’un électro-aimant. Un champ magnétique a aussi deux pôles, appelés aussi pôle nord et pôle sud (appelés aussi N et Z). Le fonctionnement des pôles n’est pas si difficile : les pôles égaux (Nord + Nord, Sud + Sud) se repoussent, mais les pôles non égaux s’attirent (Nord + Sud, Sud + Nord).

La force et la direction d’un champ magnétique sont indiquées par des lignes de force. Le nombre de lignes par section est l’unité de l’intensité du champ magnétique : la densité de flux magnétique B.

magnétisme attraction

Le magnétisme a été découvert dans l’Antiquité, lorsqu’on a découvert que les cristaux de magnétite se repoussent ou s’attirent les uns les autres selon leur proximité. Comme le magnésium, la magnétite porte le nom de Magnésie : une région de Thessalie, dans la Grèce antique. En raison du fer présent dans la magnétite, cette substance a des propriétés magnétiques. De nombreux alliages de fer peuvent devenir magnétiques.

Outre le fer, le nickel, le cobalt et le gadolinium ont également des propriétés magnétiques. Les choses qui s’attirent ou se repoussent sont appelées des aimants. Il existe des aimants naturels et artificiels (par exemple les ferrites). Comme la terre possède un champ magnétique, avec le pôle sud (Z) près du pôle nord et le pôle nord (N) près du pôle sud, un aimant en rotation libre prend toujours la direction nord-sud. Les molécules sont mélangées entre elles, le fer ou l’acier ne réagit pas magnétiquement, . De ce fait, ils ne sont pas magnétiques : ils s’annulent mutuellement.

L’acier doux et dur et le magnétisme :

Si vous tenez un aimant sur de l’acier doux, vous pouvez également rendre cet acier doux magnétique. Toutes les molécules seront concentrées dans l’aimant et deviendront donc également un aimant. Et il est attiré par l’aimant que vous avez gardé avec lui. Cette pièce décrite est également appelée induction magnétique.

Si vous enlevez l’aimant, l’acier doux retombe dans l’état où il était avant l’induction magnétique, mais une petite partie de ces particules reste magnétique et il reste donc peu de magnétisme. Le magnétisme qui subsiste est appelé magnétisme rémanent. L’acier doux est un exemple de substance qui devient facilement magnétique et en perd rapidement une partie. Ces substances sont appelées matériaux magnétiquement doux.

La loi de Lenz : La loi de Lenz permet de déterminer la direction d’une tension d’induction. La loi est la suivante : un courant d’induction tente d’annuler toute modification du champ magnétique.

 

Des électro-aimants : En faisant passer un courant électrique dans une bobine, on crée un électro-aimant. L’emplacement des pôles nord et sud dépend de la direction dans laquelle le courant tourne. Vous pouvez trouver les lignes de champ en mettant de la limaille de fer sur un morceau de papier en dessous, il y aura un motif qui montre dans quelle direction l’aiguille de la boussole pointerait si nous la mettions là. Pour déterminer les pôles nord et sud de l’aimant, vous pouvez ajouter une boussole.

 

Vous pouvez déterminer la direction d’un champ magnétique en appliquant la règle du courant d’aiguille : Si le courant tourne dans le sens des aiguilles d’une montre, vous avez un pôle sud ; là, les lignes de champ entrent dans la bobine.

 

Avec un fil électrique droit, vous pouvez également créer un champ magnétique, le premier qui l’a inventé à Oersted. Il l’a découvert en 1820. De nombreux physiciens l’avaient déjà essayé avant lui, mais ils n’ont rien trouvé. C’est parce qu’ils ont mis le fil de courant directement sur l’aiguille de la boussole. Ils s’attendaient à ce que l’aiguille de la boussole soit parallèle au fil.

Oested savait que ces tests avaient échoué et que des morceaux de fer magnétisés se trouvaient autour du site d’un coup de foudre. Lui aussi a eu l’idée de générer un champ magnétique avec un fil électrique droit ; il avait pensé que l’influence magnétique d’un fil électrique devait être recherchée dans le sens transversal. Il posa donc le fil parallèlement à l’aiguille de la boussole et remarqua que son idée était correcte ; l’aiguille commença à tourner.

magnétisme

Si vous continuez à suivre votre boussole dans la direction du nord, vous ne vous retrouverez pas au pôle Nord mais quelque part dans le nord du Canada. Cela a à voir avec le champ magnétique de la terre, le pôle magnétique est au Canada le pôle il y a un pôle Sud magnétique. L’angle indiqué par la boussole est appelé la déclinaison. Une aiguille de boussole parfaitement équilibrée n’est pas horizontale. À Amsterdam, une aiguille dans le plan nord-sud fait un angle de 67º avec le plan horizontal, que nous appelons l’inclinaison.

Au cours des siècles précédents, le magnétisme suscitait déjà beaucoup d’intérêt. Dès le XIXe siècle, les inventeurs ont cherché à trouver une application au magnétisme. Et les scientifiques les ont trouvés, c’est ainsi que les moteurs électriques ont été construits.

En 1821, le scientifique britannique Michael Faraday a fait une démonstration de son modèle de moteur électrique, il était le premier. Mais il a également détourné son idée d’un autre, le physicien danois Hans Christian Ørsted, qui en 1820 a fait changer de direction une aiguille magnétique lorsqu’elle s’approchait d’un conducteur électrique.

Le modèle de Michael Faraday a fonctionné comme suit. Faraday a fait en sorte que l’extrémité d’un conducteur librement suspendu soit mise en contact avec une piscine de mercure dans laquelle était placé un aimant permanent. Lorsqu’un courant circule dans le conducteur, celui-ci tourne autour de l’aimant. La roue de Barlow en est une version améliorée. Ces deux modèles n’étaient pas adaptés pour être utilisés dans des machines mais constituaient un bon matériel pour montrer ce qu’ils avaient mis au point.

En 1827, le Hongrois Ányos Jedlik a expérimenté des dispositifs rotatifs électromagnétiques qu’il a baptisés « auto-rotor magnétique à foudre ». Il a utilisé son modèle de manière instructive à l’université. En 1828, il a fait la démonstration du premier dispositif contenant les trois composants de base du moteur à courant continu : un stator, un rotor et un collecteur. De plus, son moteur électrique n’ayant aucune application dans les machines ou quoi que ce soit dans ce sens, ses connaissances ont vite été oubliées.

En 1832, le Britannique William Sturgeon a fabriqué le premier moteur à courant continu capable de faire fonctionner une machine. Ce modèle a été amélioré par l’Américain Thomas Davenport pour utiliser sa version dans les machines. Sa version améliorée avait un moteur électrique breveté qui faisait 600 tours par minute et était donc adaptée à l’entraînement de machines-outils légères et d’une presse à imprimer. Comme le coût des électrodes de zinc dans les batteries est très élevé, son moteur n’était pas commercialement intéressant et a fait faillite.

Accueil