<page> <title>Aimant</title> <id>43833</id> <revision> <id>31633862</id> <timestamp>2008-07-16T18:48:11Z</timestamp> <contributor> <username>Brunodesacacias</username> <id>122969</id> </contributor> <minor /> <comment>/* Caractéristiques des aimants */ **</comment> <text xml:space="preserve">[[Image:Magnet 4.jpg|right|thumb|300px|Un aimant lévitant au-dessus d'un [[Supraconductivité|supraconducteur]]]] Un '''aimant''' est un objet fabriqué dans un [[magnétisme|matériau magnétique]] dur, c’est-à -dire dont le champ rémanent et l'excitation coercitive sont grands (voir ci-dessous). Cela lui donne des propriétés particulières, comme d'exercer une force d'attraction sur tout [[Ferromagnétisme|matériau ferromagnétique]]. == Histoire == Dans l'Antiquité, Pline l'ancien écrivait : « ''Il y a auprès du fleuve Indus deux montagnes, dont l'une retient et l'autre repousse toute espèce de fer (XXXVI, 25); de la sorte, si l'on porte des clous aux souliers, dans l'une on ne peut pas retirer son pied, dans l'autre on ne peut pas le poser'' »<ref>Pline l'Ancien, Histoire naturelle, livre II, Chapitre 97-99 [http://agoraclass.fltr.ucl.ac.be/concordances/pline%5Fhist%5Fnat%5F02/lecture/33.htm Lire en Français et en latin]</ref>. == Application des aimants == Tout barreau aimanté s'oriente naturellement dans la direction [[nord]]-[[Point cardinal|sud]] suivant les lignes du [[champ magnétique terrestre]], pour peu qu'on lui laisse un axe de rotation libre de toutes contraintes. Cette propriété est utilisée dans la fabrication des [[boussole]]s. Les aimants sont très utilisés pour la réalisation de [[moteur à courant continu|machines à courant continu]] ou de [[Machine synchrone|machines synchrones]]. L'existence de champ magnétique en l'absence de courant est mise à profit pour la réalisation de [[capteur]]s, par exemple des capteurs de proximité. Les aimants sont aussi utilisés dans la conception de sources dipolaires afin de produire des plasmas micro-onde. Il faut cependant que celui-ci permette de vérifier les conditions de couplage RCE (Résonance Cyclotronique Électronique) soit 0.0875 [[Tesla (unité)|Tesla]] pour un champ électrique tournant de 2.45 GHz. En général les aimants utilisés sont en [[Samarium]] [[Cobalt]]. Les aimants équipent diverses objets. Les attaches à aimants sont des fournitures de bureau qui permettent de fixer à un tableau des feuilles de papier, comme le ferait une pince ou une épingle. Ces mêmes attaches servent aux porte-photos, remplaçant la colle ou le ruban adhésif. Certains pièces de jeux fonctionnent grâce à des aimants, permettant ainsi de jouer pendant un trajet en voiture ou en train, par exemple. Certaines figurines décoratives, appelées aussi « [[magnet (objet)|magnets]] » se fixent à leur support, par exemple le réfrigérateur, à l'aide d'aimants. ==Caractéristiques des aimants == Les aimants contiennent presque systématiquement des atomes d'au moins un des [[Élément chimique|élément]]s chimiques suivants : fer, cobalt ou nickel, ou de la famille des [[Lanthanide|Lanthanides]] (terres rares). Les aimants naturels sont des oxydes mixtes de Fer II et de Fer III de la famille des [[ferrite]]s (oxyde mixtes d'un métal divalent et de Fer III). Ce sont des matériaux magnétiques durs (à cycle d'hystérésis large). [[Image:Cycle matériaux durs.jpg|center]] *Le champ rémanent est le champ magnétique existant dans le matériau en l'absence de courant. *L'excitation coercitive de démagnétisation est l'excitation (champ magnétique créé par des courants circulant autour du matériau) qu'il faut produire pour démagnétiser ce matériau. *La [[Point de Curie|température de Curie]] : température pour laquelle le matériau perd son aimantation, de façon réversible. {| class=wikitable ! Matériaux !! Br en Tesla !! Hc en kA/m !! T° de Curie en °C !! Remarques diverses |- | [[ferrite]]s || 0,2 à 0,4 || 200 || 300 || les moins chers |----- | Alnico || 1,2 || 50 || 750 à 850 || se démagnétisent trop facilement |- | Samarium cobalt || 0,5 || 800 || 700 à 800 || prix élevé à cause du cobalt |----- | [[Néodyme]] fer bore || 1,3 || 1500 || 310 || prix en baisse (brevets), sujet à l'oxydation |} == Calcul de la force de contact exercée par un aimant == Si l'on connaît l'intensité du [[champ magnétique]] <math>\scriptstyle{B} </math> (en teslas) produit par l'aimant à sa surface, on peut calculer une bonne approximation de la force nécessaire pour le décoller d'une surface en fer. On imagine que la force <math>\scriptstyle{F}</math> a décollé l'aimant d'une distance <math>\textstyle{\varepsilon}</math> de la surface de fer. La distance <math>\textstyle{\varepsilon}</math> est très petite de sorte que l'on puisse accepter que dans tout le volume situé entre l'aimant et le fer le champ magnétique est égal à <math>\scriptstyle{B}</math>. Le travail fait par la force <math>\scriptstyle{F}</math> est <math>W = F\varepsilon \,</math> Ce travail s'est transformé en énergie du champ magnétique dans le volume créé entre l'aimant et le fer. La densité d'énergie par unité de volume due au champ magnétique est : <math>\rho = {\frac{1}{2}}{B^2\over\mu} \,</math> [[Joule|J]].[[Mètre|m]]<sup>-3</sup> Ici <math>\scriptstyle{\mu}\,</math> est la [[perméabilité magnétique|perméabilité]] de l'air, presque égale à celle du vide : <math>\mu_0 = \scriptstyle 4\pi\,\,10^{-7}\,</math> [[Henry (unité)|H]].[[Mètre|m]]<sup>-1</sup>. Le volume de l'espace créé entre l'aimant et le fer est égal à <math>\scriptstyle S\varepsilon</math> où <math>\scriptstyle S</math> est la surface de l'aimant qui était collée au fer. Le travail fait s'est transformé en énergie : <math>F\varepsilon = {1 \over 2}{S\varepsilon B^2\over\mu} \,</math> On déduit la valeur de la force de contact : <math> F = {1\over 2}{B^2 S\over \mu} \,</math> Pour un aimant de 2,54 cm (1 pouce) de diamètre et produisant un champ égal à 1 [[tesla (unité)|tesla]] dans le [[circuit magnétique]] formé avec la pièce métallique au contact de laquelle il se trouve, la force obtenue est de 205 [[newton (unité)|newton]]s, soit l'équivalent de la force exercée par une masse d'environ 21 kg dans le champ de gravité terrestre. == Références == <references/> == Voir aussi == {{Wiktionnaire}} *[[Magnétisme]] *[[Champ magnétique]] {{Portail|physique|électricité et électronique}} [[Catégorie:Magnétisme]] [[Catégorie:Électrotechnique]] [[ar:مغناطيس]] [[ay:Achkatasiri]] [[bg:Магнит]] [[ca:Imant]] [[cs:Magnet]] [[da:Magnet]] [[de:Magnet]] [[en:Magnet]] [[eo:Magneto]] [[es:Imán (fÃsica)]] [[fa:آهنربا]] [[fi:Magneetti]] [[gl:Imán]] [[he:×ž×’× ×˜]] [[hr:Magnet]] [[hu:Mágnes]] [[id:Magnet]] [[is:Segull]] [[it:Magnete]] [[ja:ç£çŸ³]] [[ko:ìžì„]] [[la:Magnes]] [[lt:Magnetas]] [[nl:Permanente magneet]] [[nn:Magnet]] [[no:Magnet]] [[pl:Magnes]] [[pt:Ãman]] [[ru:Магнит]] [[sd:مقناطيس]] [[simple:Magnet]] [[sk:Magnet]] [[sl:Magnet]] [[sr:Магнет]] [[su:Magnét]] [[sv:Magnet]] [[tr:Mıknatıs]] [[uk:Магніт]] [[vi:Nam châm]] [[yi:מ××’× ×¢×˜]] [[yo:Gbéringbérin]] [[zh:ç£éµ]]</text> </revision> </page>