Les aimants et le pouvoir du magnétisme derrière eux

Tout sur les aimants

Il semble sortir de nulle part et pourtant, il peut être facilement observé par n'importe qui : le pouvoir de la Aimants. Vous souvenez-vous encore comment, enfant, vous étiez complètement fasciné par le fait de jouer avec deux aimants, de les réunir encore et encore et d'être captivé par l'étrange et invisible force d'attraction ?

Dans le passé, les aimants et la force qui les sous-tend, la Magnétismesouvent considéré comme quelque chose de mystérieux, de mystique. Pas étonnant, car on ne peut ni voir, ni entendre, ni sentir cette force mystérieuse. Mais elle est là, la force magnétique - toujours et dans de nombreux endroits différents sur notre terre.

Mettons donc fin aux suppositions et aux demi-vérités et examinons de près le fonctionnement des aimants et ce que vous pouvez en faire.

Comment les aimants fonctionnent-ils ?

Fondamentalement : Le pouvoir des aimants n'est vraiment pas nouveau. Il y a déjà des milliers d'années, le magnétisme était utilisé, d'abord inconsciemment, puis consciemment, à des fins très spécifiques. Peu à peu, d'innombrables expériences ont été réalisées avec des aimants et le magnétisme en général jusqu'à ce qu'il puisse également être expliqué scientifiquement. Le premier contact avec l'aimant

Un parallélépipède magnétique comme super aimant

Magnétisme

Dans la première approche du magnétisme, nous prenons un aimant à barreau ordinaire. Cet aimant classique a un soi-disant pôle à chaque extrémité. Comme pour notre terre, on parle ici aussi de pôle sud et de pôle nord. La règle de base est la suivante : comme les pôles se repoussent, les pôles ne s'attirent pas. Ainsi, si nous prenons deux aimants et que nous les rapprochons, le nord et le nord ainsi que le sud et le sud se repousseront, tandis que le nord et le sud - quel que soit leur côté - s'attireront magnétiquement.

Tout est déterminé par les champs magnétiques

La force de l'aimant et le magnétisme qui lui est associé n'agissent pas seulement en un point, mais dans un champ, qui est par conséquent appelé champ magnétique. En plus de la force magnétique, le champ magnétique associé peut également être détecté ou rendu visible. Nous pouvons le faire, par exemple, en plaçant un grand nombre de boussoles dans une boîte et en plaçant un aimant en forme de barreau par-dessus. Nous pouvons maintenant observer comment les aiguilles individuelles de chaque boussole s'alignent le long des lignes de champ magnétique (imaginaire).

Les pôles magnétiques

En parlant des pôles nord et sud, nous, les humains, sommes nés avec le magnétisme depuis des temps immémoriaux. La terre a également un pôle nord et un pôle sud, et la planète entière est entourée d'un champ magnétique. Vous n'y croyez pas ? La preuve sans équivoque de cette théorie est une boussole disponible dans le commerce. Il contient une petite aiguille en métal, très facilement mobile, qui s'aligne sur le champ magnétique de la terre mentionné ci-dessus et qui pointe donc toujours vers le nord.

Lignes de champ magnétique

Les lignes du champ magnétique ne sont donc pas visibles, elles servent seulement d'aide à la compréhension du champ magnétique. En principe, il existe un nombre infini de ces lignes, dont chacune forme un cercle fermé, c'est-à-dire qu'elles n'ont ni début ni fin. Si vous prenez toutes les lignes de champ ensemble, vous obtenez le champ magnétique total.

De quoi sont faits les aimants ?

Nous, les humains, sommes les plus familiers avec ce qu'on appelle le ferromagnétisme. Il s'agit des propriétés magnétiques d'un groupe de substances qui ont des propriétés spécifiques aux matériaux. On parle aussi des domaines de Weiss, des collections spéciales d'atomes qui donnent à un matériau une fonction magnétique permanente. Ainsi, les atomes sont alignés dans un certain ordre, ce qui donne la fonction magnétique.

Le matériau le plus connu ayant des propriétés ferromagnétiques est le fer. Il n'est donc pas étonnant que nous, les humains, soyons surtout familiers avec les matériaux magnétiques fabriqués à partir de ce matériau. Cependant, le fer pur est relativement peu adapté à la magnétisation. Pour la production d'aimants permanents, on utilise donc généralement des matériaux en fer alliés au carbone. C'est ce qu'on appelle aussi l'acier.

Pourquoi avez-vous besoin d'aimants ?

La démonstration de l'application dans les écoles, etc. n'est qu'un petit aperçu de la variété colorée avec laquelle les aimants peuvent être utilisés dans la vie quotidienne et dans l'industrie, la recherche, etc. Concrètement, cela signifie que les aimants sont utilisés aujourd'hui dans d'innombrables machines, éléments, véhicules, outils, etc. différents - la plupart du temps sans même que nous nous en apercevions.

Par exemple, on trouve des aimants dans les automobiles, dans chaque montre-bracelet, dans les haut-parleurs, les téléphones, les réfrigérateurs, etc. Exemple de haut-parleur : sans l'utilisation d'un aimant, un haut-parleur ne fonctionnerait tout simplement pas. Nous utilisons les champs magnétiques pour générer ou transmettre le son.

Quels types d'aimants existe-t-il ?

En gros, on distingue différents types d'aimants. Par exemple, il existe des conducteurs qui ne peuvent générer des champs magnétiques que lorsqu'ils sont alimentés en courant électrique. D'autre part, il y a ce qu'on appelle les aimants permanents. Ceux-ci ont toujours un effet magnétique, qu'ils soient traversés par un courant ou non. Un sous-type d'aimants permanents sont également les matériaux qui présentent un faible magnétisme. Ils peuvent être magnétisés, mais ne restent dans cet état que pendant un temps limité. Ils perdent donc à nouveau leur fonction magnétique à un moment donné.

Industrie

En général, les aimants sont aujourd'hui utilisés dans d'innombrables endroits du secteur industriel. Alors que, par exemple, des aimants très petits et relativement faibles sont utilisés dans les montres pour assurer le fonctionnement précis du mouvement, les nouveaux super aimants en néodyme ou similaires sont utilisés pour un large éventail d'applications industrielles et commerciales. Les électro-aimants sont également utilisés dans le secteur industriel à des fins très diverses. Un bon exemple en est le tri des déchets dans le recyclage de la ferraille. Pour cela, d'énormes électroaimants sont utilisés dans les parcs à ferraille et les centres de recyclage, qui sont fixés à des grues. De cette façon, les matériaux mélangés tels que le plastique, le bois et le métal peuvent être facilement séparés en déplaçant simplement l'électroaimant extrêmement puissant sur les matériaux après lui avoir appliqué un courant électrique. La force magnétique va maintenant faire en sorte que toutes les pièces métalliques soient attirées et collent à l'aimant. Ils peuvent désormais être retirés et stockés n'importe où. Pour retirer les parties métalliques qui sont collées à l'aimant, il suffit d'interrompre le flux de courant pour que l'effet magnétique soit également désactivé. Les pièces métalliques se détachent alors tout simplement de nouveau.

Aimants permanents

En outre, les aimants permanents et les électroaimants jouent un rôle particulièrement important dans l'électrotechnique et dans les techniques de mesure et de contrôle. Aujourd'hui, la technologie des capteurs, en particulier, ne peut plus se passer de l'utilisation d'aimants. Pensez, par exemple, aux systèmes d'alarme modernes qui sont équipés d'interrupteurs magnétiques. Une telle conception est très simple et pourtant efficace. Si l'interrupteur magnétique est interrompu, le courant ne circule plus dans un circuit d'indication et le système d'alarme peut être déclenché.

Restons un peu plus longtemps avec les aimants permanents, qui sont aussi appelés aimants permanents. Comment un tel aimant peut-il exercer en permanence la force appropriée sans qu'un courant ne le traverse ? La solution : la structure interne de l'aimant permanent comporte un grand nombre de petits aimants dits élémentaires, chacun d'entre eux étant formé d'une collection d'atomes. Chaque atome possède au moins un électron en orbite autour de son noyau.

Pourquoi les aimants ont-ils certaines couleurs ?

Non seulement dans les aimants destinés à l'école et à l'enseignement, mais aussi dans les aimants pour outils et ceux utilisés industriellement, on trouve souvent des zones marquées par des couleurs. Par exemple, de nombreux barreaux magnétiques ont un côté rouge et un côté bleu ou vert. Le secret est très simple : les différentes couleurs sont utilisées pour marquer les poteaux. Cela facilite la manipulation et permet de savoir à première vue à quel pôle nous avons affaire. Par exemple, le pôle positif des aimants permanents est toujours coloré en rouge, tandis que le pôle négatif est marqué en bleu.

Ils sont utilisés dans l'industrie sous diverses formes et applications, mais nous les utilisons aussi de plus en plus souvent dans notre vie quotidienne, même s'il s'agit simplement d'attacher une note au tableau d'affichage métallique ou au réfrigérateur. Les aimants exercent une fascination particulière sur de nombreuses personnes, car ils sont porteurs d'un pouvoir apparemment invisible et peuvent être utilisés de manière très variée. Sur ce site web, vous apprendrez tout sur les différents aimants et le magnétisme qui les sous-tend. Suivez-nous dans ce monde fascinant.

Nouveaux matériaux

Les aimants de plus en plus puissants et précis, avec leurs nouveaux matériaux tels que le néodyme ou le samarium, font que les applications des aimants sont de plus en plus diverses, tant dans l'industrie que dans notre vie quotidienne. Aujourd'hui, même les plus petits super aimants aux forces extrêmes sont disponibles sur le marché. De nombreuses expériences sont menées avec ces composants, et certains d'entre eux sont déjà utilisés dans des produits finis. L'ingénierie automobile en est un exemple. Comme nos voitures sont de plus en plus lourdes depuis des années en raison de leur taille croissante, d'une technologie de plus en plus complexe, etc., l'industrie recherche des méthodes de production alternatives qui permettent avant tout de gagner du poids. L'utilisation d'aimants est une possibilité adéquate dans ce cas. Par exemple, les éléments de fixation lourds avec des coutures soudées ou un grand nombre de vis peuvent être remplacés par des aimants petits et légers qui offrent une résistance similaire ou même supérieure.

Production

Cependant, ces dernières années et décennies, des progrès ont été réalisés dans la fabrication des aimants, c'est pourquoi les aimants en acier classiques sont aujourd'hui remplacés dans de nombreux domaines par de véritables matériaux de haute technologie qui présentent des propriétés matérielles encore meilleures. Il s'agit, par exemple, de matériaux frittés en hexaferrite de baryum ou de strontium, qui sont en outre pourvus d'oxyde de fer et sont ensuite magnétisés.

Cependant, ces matériaux ne représentent toujours pas le summum dans le développement d'aimants toujours nouveaux et plus puissants. La technologie la plus récente est celle des "super-aimants", fabriqués à partir de matériaux tels que le néodyme ou le samarium, qui appartiennent aux métaux des terres rares et se trouvent dans différentes régions de la croûte terrestre.