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    <title>Aimant</title>
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      <timestamp>2008-07-16T18:48:11Z</timestamp>
      <contributor>
        <username>Brunodesacacias</username>
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      </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'' »&lt;ref&gt;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]&lt;/ref&gt;.

== 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]] &lt;math&gt;\scriptstyle{B} &lt;/math&gt; (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 &lt;math&gt;\scriptstyle{F}&lt;/math&gt; a décollé l'aimant d'une distance &lt;math&gt;\textstyle{\varepsilon}&lt;/math&gt; de la surface de fer. La distance &lt;math&gt;\textstyle{\varepsilon}&lt;/math&gt; 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 &lt;math&gt;\scriptstyle{B}&lt;/math&gt;. Le travail fait par la force &lt;math&gt;\scriptstyle{F}&lt;/math&gt; est

&lt;math&gt;W = F\varepsilon \,&lt;/math&gt;

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 :

&lt;math&gt;\rho = {\frac{1}{2}}{B^2\over\mu} \,&lt;/math&gt; [[Joule|J]].[[Mètre|m]]&lt;sup&gt;-3&lt;/sup&gt;

Ici &lt;math&gt;\scriptstyle{\mu}\,&lt;/math&gt; est la [[perméabilité magnétique|perméabilité]] de l'air, presque égale à celle du vide :
&lt;math&gt;\mu_0 = \scriptstyle 4\pi\,\,10^{-7}\,&lt;/math&gt; [[Henry (unité)|H]].[[Mètre|m]]&lt;sup&gt;-1&lt;/sup&gt;.

Le volume de l'espace créé entre l'aimant et le fer est égal à &lt;math&gt;\scriptstyle S\varepsilon&lt;/math&gt; où &lt;math&gt;\scriptstyle S&lt;/math&gt; est la surface de l'aimant qui était collée au fer. Le travail fait s'est transformé en énergie :

&lt;math&gt;F\varepsilon =  {1 \over 2}{S\varepsilon B^2\over\mu} \,&lt;/math&gt;

On déduit la valeur de la force de contact :

&lt;math&gt; F = {1\over 2}{B^2 S\over \mu} \,&lt;/math&gt;

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 ==

&lt;references/&gt;

== Voir aussi ==
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*[[Champ magnétique]]

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