Electroaimant vs aimant permanent
Les électroaimants et les aimants permanents sont deux sujets importants de la théorie électromagnétique. Cet article expliquera les principes de base du magnétisme, de l'électroaimant et de l'aimant permanent et décrira le lien entre les deux aimants.
Qu'est-ce que l'électroaimant?
Pour comprendre les électroaimants, il faut d'abord comprendre les théories derrière le magnétisme. Le magnétisme se produit en raison des courants électriques. Un conducteur de transport de courant rectiligne exerce une force, normale au courant, sur un autre conducteur de transport de courant placé parallèlement au premier conducteur. Puisque cette force est perpendiculaire au flux de charges, cela ne peut pas être une force électrique. Cela a été identifié plus tard comme du magnétisme.
La force magnétique peut être attractive ou répulsive mais toujours mutuelle. Un champ magnétique exerce une force sur toute charge en mouvement, mais les charges stationnaires ne sont pas affectées. Un champ magnétique d'une charge mobile est toujours perpendiculaire à la vitesse. La force exercée sur une charge en mouvement par un champ magnétique est proportionnelle à la vitesse de la charge et à la direction du champ magnétique.
Un aimant a deux pôles. Ils sont définis comme le pôle nord et le pôle sud. Les lignes de champ magnétique commencent au pôle Nord et se terminent au pôle Sud. Cependant, ces lignes de champ sont hypothétiques. Il faut noter que les pôles magnétiques n'existent pas en tant que monopôle. Les pôles ne peuvent pas être isolés. Ceci est connu comme la loi de Gauss pour le magnétisme. Un électroaimant est un composant composé de boucles de transport de courant. Ces boucles peuvent être de n'importe quelle forme, mais les électroaimants courants ont la forme de solénoïdes ou d'anneaux.
Qu'est-ce que l'aimant permanent?
Puisque le courant électrique est le seul moyen de créer un aimant, les aimants permanents doivent être constitués de courants. Chaque atome a des électrons en orbite autour du noyau de l'atome, et ces électrons ont une propriété appelée spin électronique. Ces deux propriétés sont responsables du magnétisme des matériaux. Les matériaux peuvent être regroupés en plusieurs catégories selon leurs propriétés magnétiques. Les matériaux paramagnétiques, les matériaux diamagnétiques et les matériaux ferromagnétiques sont pour n'en nommer que quelques-uns. Il existe également des types moins courants tels que les matériaux anti-ferromagnétiques et les matériaux ferrimagnétiques. Le diamagnétisme est montré dans les atomes avec seulement des électrons appariés. Le spin total de ces atomes est nul. Les propriétés magnétiques surviennent uniquement en raison du mouvement orbital des électrons. Lorsqu'un matériau diamagnétique est placé dans un champ magnétique externe,il produira un faible champ magnétique anti-parallèle au champ externe. Les matériaux paramagnétiques ont des atomes avec des électrons non appariés. Les spins électroniques de ces électrons non appariés agissent comme de petits aimants, qui sont plus puissants que les aimants créés par le mouvement orbital électronique. Lorsqu'ils sont placés dans un champ magnétique externe, ces petits aimants s'alignent avec le champ pour produire un champ magnétique, qui est parallèle au champ externe. Les matériaux ferromagnétiques sont également des matériaux paramagnétiques avec des zones de dipôles magnétiques dans une direction avant même que le champ magnétique externe ne soit appliqué. Lorsque le champ externe est appliqué, ces zones magnétiques s'alignent parallèlement au champ afin de rendre le champ plus fort. Le ferromagnétisme est laissé dans le matériau même après l'élimination du champ externe,mais le paramagnétisme et le diamagnétisme disparaissent dès que le champ extérieur est supprimé. Les aimants permanents sont constitués de tels matériaux ferromagnétiques.
Quelle est la différence entre les électroaimants et les aimants permanents?
• Les aimants permanents sont également des électroaimants avec un courant continu, faisant de chaque atome un aimant.
• L'électromagnétisme disparaît une fois le courant externe arrêté, mais le magnétisme permanent demeure.
