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• Matériau magnétique

Magnétisme

En général, le magnétisme est compris comme une force physique invisible agissant sur la matière. Dans le domaine de la physique, le terme résume tous les sous-domaines qui étudient les aimants et les champs magnétiques. Par conséquent, la recherche sur le magnétisme examine les propriétés des aimants (telles que l'attraction ou la répulsion) et les phénomènes qui leur sont associés. Le tesla est utilisé en physique comme unité de mesure du magnétisme.

Une brève histoire du magnétisme

Les aimants naturels sont constitués de fer, d'oxygène et d'hydroxyde de fer et sont formés naturellement par le volcanisme.
Le magnétisme est utilisé à des fins lucratives depuis au moins l'invention de la boussole, vers 1100 après JC.
Cependant, les premières tentatives systématiques pour déterminer la force magnétique n'ont été faites qu'en 1269. Pierre de Maricourt a étudié quand les pôles magnétiques s'attirent ou se repoussent et a noté ses découvertes. Ces expériences ont constitué la base sur laquelle se sont construites les recherches sur le magnétisme des années suivantes.

Première introduction au magnétisme: Les bases

Une grande partie du magnétisme est déjà enseignée à l'école primaire. Un aimant a essentiellement deux pôles: Le pôle nord (généralement affiché en rouge) et le pôle sud (généralement affiché en bleu) . À l'extérieur de l'aimant, les lignes de champ vont toujours du pôle nord au pôle sud, en trois dimensions. Un objet doit être dans ce champ pour que l'aimant l'affecte. Différentes branches de la physique étudient différents types de magnétisme, y compris:

• Magnétite (manifestation du magnétisme dans la nature)
• Aimants permanents (par exemple aimants cylindriques)
• Aimants temporaires
• Électroaimants

L'oxyde de fer, le samarium, le cobalt et le néodyme sont couramment utilisés pour fabriquer des aimants permanents. Les électroaimants sont principalement constitués de bobines de cuivre.
De nos jours, il est possible de produire artificiellement de puissants électroaimants. Les problèmes de surchauffe pouvant résulter du magnétisme et de l'électricité peuvent être évités à l'aide de supraconducteurs.

Quels types de magnétisme existent?

Pour décrire les propriétés magnétiques de la matière individuelle, une distinction est faite entre trois catégories:

• Diamagnétisme: La substance n'a pas d'effet magnétique et est également facilement repoussée.
• Paramagnétisme: La substance n'est que faiblement attirée.
• Ferromagnétisme: La substance est soumise à une forte attraction magnétique.

Les aimants n'agissent que sur certaines matières premières magnétisables, plus précisément sur les matériaux ferromagnétiques tels que:

• Fer
• Acier
• Nickel
• Cobalt

Si un ferromagnétique non magnétisé est exposé à un champ externe puis s'éteint, le ferromagnétique maintiendra une magnétisation positive ou négative. Dans de tels cas, le magnétisme provoque une soi-disant hystérésis (changement d'effet après changement de cause). L'aimantation négative ou positive qui subsiste au cours de ce processus est également appelée magnétisme rémanent en physique.

Applications du magnétisme dans la vie quotidienne

De nos jours, le magnétisme est omniprésent non seulement en physique. Dans la vie de tous les jours, nous trouvons des aimants dans toutes sortes d'endroits, y compris:

• Véhicules à moteur
• Disques durs
• Convertisseur de puissance
• Matériel de chantier

Des champs magnétiques puissants permettent l'exploration de la matière au niveau atomique. Par exemple, les médecins utilisent l'imagerie par résonance magnétique (IRM en abrégé) pour examiner les organes internes et les structures tissulaires. De plus, les forces magnétiques peuvent être converties en forces électriques et vice versa.
Alors que la position des électrons affecte la propriété magnétique d'un matériau, le mouvement des électrons, à son tour, crée de l'électricité. Par conséquent, le magnétisme joue également un rôle important dans le domaine de l'électrotechnique. Par exemple, les ingénieurs ont utilisé la lévitation magnétique pour construire des trains à grande vitesse tels que le train Trans Rapid Maglev.

En tant que domaine de recherche de la physique, le magnétisme fournit également des explications sur la façon dont les planètes se déplacent dans l'espace. En principe, notre terre est un énorme aimant: Elle a un pôle nord et un pôle sud et est entourée par le champ magnétique naturel de la terre. Le champ magnétique terrestre explique pourquoi l'aiguille de la boussole pointe toujours vers le nord.