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Électromagnétisme
La définition de l'électromagnétisme est simple: lorsqu'un courant passe à travers un conducteur, un champ magnétique se forme autour de lui. Dans ce cas, on parle d'électromagnétisme. L’interaction électromagnétique est l’une des forces fondamentales de la physique et a fait l’objet de recherches approfondies depuis sa découverte par le physicien Oersted puis par Michael Faraday et James Clerk Maxwell (XIXe siècle: équations de Maxwell). En utilisant des phénomènes pratiques tels que la lumière, l'électricité et le magnétisme, l'application de l'électromagnétisme dans la vie quotidienne peut être reconnue et comprise.
Que sont les champs électromagnétiques?
Les charges électriques en mouvement sont toujours entourées de champs magnétiques. Les lignes de ce champ électromagnétique sont comme des cercles autour du conducteur et sont déterminées par la direction du courant. Si cela change, le champ magnétique se réaligne également.
Comment un champ électromagnétique se développe-t-il et comment peut-il être déterminé?
Pour déterminer la direction des lignes de champ magnétique, on peut imaginer saisir le conducteur avec la main droite et pointer le pouce dans la direction actuelle. Les autres doigts entourant l’échelle fournissent des informations sur la direction des lignes de champ (règle du tire-bouchon ou règle de la main droite).
Si le conducteur est maintenant enroulé dans une bobine, des forces magnétiques similaires à celles générées par un barreau magnétique sont générées. À une extrémité de la bobine, les lignes de champ magnétique sortent et à l'autre extrémité, ce qui ressemble à l'effet d'un pôle magnétique. Plus la bobine a de tours et plus le courant est élevé, plus le champ magnétique est puissant.
Comment construire des électroaimants?
Si un matériau ferromagnétique (par exemple un noyau en fer doux) est placé à l'intérieur de la bobine, les forces magnétisantes résultantes peuvent être utilisées en tant qu'électroaimant. Lorsque le courant circule, tous les districts élémentaires magnétiques sont alignés dans la direction du champ électromagnétique. En conséquence, la force à l'intérieur de la bobine est la plus élevée et diminue vers l'extérieur. Les électro-aimants n’ont donc un grand effet que près de leur noyau. Lorsque l'alimentation est coupée, l'aimant perd la plus grande partie de son énergie.
L'électromagnétisme revêt la plus haute importance non seulement en physique ou en électronique, mais il existe également diverses applications dans l'industrie. Par exemple, en tant qu'aimants de levage pour grues, en tant que génération de champs d'excitation dans des moteurs électriques ou en tant que freins magnétiques sur rail pour véhicules ferroviaires.