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Aimants
Les aimants font partie intégrante de notre vie quotidienne. Nous les trouvons sous différentes formes, couleurs ou tailles et sont utilisés à des fins très différentes: aimants en néodyme, électro-aimants, tels que des aimants cylindriques et en anneau ou en forme de fer à cheval bien connue - mais que savons-nous réellement des aimants?
Le mot "aimant" vient du grec et signifie quelque chose comme "pierre de magnésie". C'est un élément découvert pour la première sur la péninsule hellénique, où l'on dit que les anciens Grecs, ca. Il y a 2000 ans, ils ont rencontré pour la première fois une pierre (magnétite) capable d'attirer les métaux, en particulier le fer. Cependant, l'histoire des aimants est toujours au centre des intérêts des spécialistes des innombrables sciences naturelles.
En général, l'aimant correspond à un corps qui attire ou repousse magnétiquement un autre corps. Ce phénomène est également appelé magnétisme et est un phénomène complètement naturel.
Pourquoi un aimant est-il magnétique?
Un aimant provoque un champ magnétique et le traverse pour ainsi dire. Les lignes dites de champ illustrent les forces magnétiques. Les zones traversées par la plupart du champ magnétique sont appelées pôles. Les pôles opposés sont les pôles nord et sud. Sans champ magnétique, les forces magnétiques ne peuvent pas être créées, car l'effet de la force entre l'aimant et l'objet magnétisable serait perdu.
Notre Terre possède également un champ géomagnétique (reconnaissable par exemple avec une boussole). La formation de ce champ magnétique de la Terre se trouve probablement dans les profondeurs qui s'y trouvent, où la matière électriquement conductrice circule et se déplace entre les courants chauds. L'électricité est donc le maître mot dans ce cas.
La loi d'induction est responsable du fait que des champs magnétiques sont créés lorsque des charges électriques se déplacent (électroaimant). D'autre part, certaines particules élémentaires possèdent leurs propres moments magnétiques du fait de leur spin, c'est-à-dire le moment cinétique intrinsèque de leurs particules fondamentales (aimant permanent).
Quels types d'aimants existent?
Une distinction doit être faite entre diamagnétisme, paramagnétisme, ferromagnétisme, antiferromagnétisme et ferrimagnétisme.
- Diamagnétisme: les matériaux diamagnétiques n'ont pas de propriétés magnétiques sans champ magnétique externe. Ils développent un champ magnétique induit opposé au champ magnétique externe.
- Paramagnétisme: les substances paramagnétiques nécessitent également un champ magnétique externe. L'aimantation augmente alors plus à l'intérieur qu'à l'extérieur, ce qui signifie que les paramètres sont entraînés dans un champ magnétique.
- Ferromagnétisme: le type de magnétisme le plus connu. Les moments magnétiques des ferromagnétiques ont tendance à s'aligner en parallèle. Par exemple, les ferromagnétiques eux-mêmes génèrent un champ magnétique permanent ou sont fortement attirés par un champ magnétique externe. En tant que solides classiques, les aimants permanents, les moteurs électriques ou les transformateurs sont les applications les plus courantes.
- Antiferromagnétisme: les aimants élémentaires voisins en matériaux antiferromagnétiques ont la même quantité, mais sont orientés dans des directions opposées. Aucune magnétisation ne peut être mesurée sans champ magnétique externe. Au-delà d'une certaine limite de température (Température de Néel), les substances antiferromagnétiques se comportent comme des paramètres.
- Ferrimagnétisme: les substances ferrimagnétiques ont une structure cristalline dans laquelle les moments magnétiques dans les domaines Weiss sont alternativement alignés en antiparallèles. Contrairement au ferromagnétisme, l'ordre magnétique des aimants élémentaires diffère, ce qui fait que les ferrimagnétiques sont quelque peu plus faibles que les ferromagnétiques.
Les aimants et leur valeur pour l'humanité
Depuis la découverte et la recherche d'aimants, leur gamme d'utilisations pour les humains a été énorme. En tant que composants dans la technologie et l'industrie, à de simples aimants permanents pour le réfrigérateur. Il existe de nombreux aimants différents à acheter qui diffèrent par leur force ou leur force d'adhérence.
Parois de broches magnétiques, bandes magnétiques autocollantes, mini-aimants, tapis magnétiques ou sphères magnétiques - quelle que soit la forme sous laquelle les matériaux magnétiques sont utilisés, ils sont tous unis par les forces d'attraction magnétique.
Au fil du temps, des alliages sophistiqués et des systèmes d'aimants puissants ont été développés grâce à des recherches expérimentales. Les plus connus comprennent:
- Aimants en ferrite
- Aimants en néodyme (NdFeB, néodyme, fer, bore)
- Aimants AlNiCo (aluminium, nickel, cobalt)
- Aimants SmCo (samarium cobalt)