• Adhésion
• Aimants

Aimant permanent

Un aimant permanent ou un aimant permanent est un matériau d'où émane toujours une force magnétique. Un tel aimant permanent peut attirer des substances ferromagnétiques (par exemple du fer ou du cobalt). De plus, les pôles du même nom de deux aimants permanents se repoussent. Un aimant permanent peut être démagnétisé par un puissant champ magnétique externe qui neutralise le champ magnétique de l'aimant permanent. Une aimantation est également possible par une force mécanique élevée ou en atteignant une température supérieure à la température de Curie

Quels sont les aimants permanents?

Il existe essentiellement trois différents types d'aimants permanents: aimants néodyme, aimants en ferrite et des aimants Alnico. Entre deux comme pôles de deux aimants, par exemple entre deux pôles nord ou deux pôles S, les forces magnétiques se repoussent. Les pôles opposés, de sorte que le pôle sud au pôle nord ou vice-versa, les deux aimants attirent. Divers alliages, le nickel, le cobalt et le fer sont des matériaux ferromagnétiques. Ils peuvent être magnétisés. Par un aimant permanent à être attiré aussi bien.

Aimant permanent et électroaimant

Contrairement à un solénoïde, un aimant permanent ne nécessite pas d’énergie électrique pour maintenir un champ magnétique. Les spins d'électrons dans l'aimant permanent ont été alignés en parallèle et restent dans cette orientation grâce à l'interaction d'échange. L'alignement parallèle lui-même peut être réalisé, par exemple, au moyen d'un champ magnétique. Les aimants peuvent également apparaître naturellement, par exemple en refroidissant la roche ferromagnétique en fusion. Par conséquent, le nom vient du chemin: les Grecs anciens ont trouvé des pierres magnétiques à cette époque près de la ville de Magnésie.

Un électro-aimant peut également être éteint efficacement en le mettant hors tension. En outre, il est également possible de le repositionner, dans lequel simplement la direction actuelle est modifiée. Cependant, un aimant permanent ne peut pas simplement être désactivé - c'est pourquoi la désignation aborde également cette question. Ainsi, seule la fourniture d'énergie mécanique, thermique ou magnétique conduit à une démagnétisation. En particulier, dans les deux premiers cas, il est possible que le fond de l’aimant permanent soit endommagé. De plus, l'aimant permanent doit être à nouveau magnétisé après l'aimantation. Comme déjà mentionné, un aimant permanent au-dessus de la température de Curie spécifique est complètement démagnétisé. Il est donc logique qu'un aimant permanent ait une température de fonctionnement maximale.

Comment un matériau ferromagnétique devient un aimant permanent

Le processus de magnétisation suit lui-même une hystérésis: il s’agit d’un comportement asymétrique du matériau ou de la magnétisation lors de la montée d’un champ magnétique externe et de sa réduction ultérieure. La formation de l'hystérésis est basée sur l'interaction d'échange qui stabilise l'orientation des aimants élémentaires dans le matériau ferromagnétique. Un ferromagnétique non magnétisé a donc des propriétés magnétiques différentes de celles d'un ferromagnétique magnétisé. Le champ magnétique du ferromagnétique restant après l’alignement des électrons après la désactivation du champ magnétique externe fait du matériau ferromagnétique un aimant permanent. En outre, cette aimantation restante est appelée rémanence.

Souvent, la force du champ magnétique d’un aimant permanent dépend des matériaux utilisés. L’intensité du champ magnétique dépend également de la manière et surtout de la précision avec laquelle le matériau a été magnétisé. Une grande rémanence ne peut être obtenue que si tous les spins atomiques sont complètement alignés. Cela nécessite des machines correspondantes et un savoir-faire technique. Les champs magnétiques eux-mêmes ne surviennent que par un mouvement de charge, tel que décrit par les équations de Maxwell. Ils montrent également qu'un champ magnétique apparaît toujours avec un pôle sud et un pôle nord. Les charges en mouvement dans l'aimant permanent sont les électrons des atomes individuels avec leur spin électronique caractéristique. Ce mouvement de charge microscopique et l'état de mouvement résultant des électrons résultent en un moment magnétique et en une force magnétique. Ces forces suivent un champ magnétique, qui peut être représenté par des lignes de champ. En fonction de la distance entre les lignes de champ, le champ magnétique est plus fort ou plus faible. De plus, les lignes de champ indiquent la direction du champ magnétique: Les lignes de champ apparaissent toujours en dehors du champ magnétique du pôle nord au sud. Cependant, ils ne s’arrêtent pas dans l’aimant lui-même, mais y vont: dans l’aimant lui-même, les lignes de champ pointent du pôle sud au pôle nord.

La force magnétique résultant d’un aimant permanent dépend principalement de la taille, de l’énergie de l’interaction d’échange, de la complétude de l’orientation et de la taille des moments magnétiques des différents atomes. Le produit énergétique mesure l'énergie magnétique d'un aimant. Cette énergie magnétique est influencée par les quantités susmentionnées et est également stockée dans un aimant permanent. Le produit énergétique, à son tour, est un indicateur de la qualité d'un aimant: plus le produit énergétique est gros, plus sa qualité est grande et plus l'énergie magnétique d'un aimant permanent est importante.