• Règle droite
• Renforcer les aimants

Rémanence

Qu'est-ce que la rémanence magnétique exactement ? – Explication des termes

Le terme rémanence magnétique - ou densité de flux de rémanence - fait référence à l'aimantation d'une substance ferromagnétique après la désactivation du champ magnétique externe. Cela signifie un certain magnétisme résiduel ou la magnétisation résiduelle d'un matériau. La densité de flux magnétique indique la force de la rémanence magnétique. Il est mesuré en Gauss ou en Tesla avec la cartographie suivante:

10 000 Gauss = 1 Tesla

Un matériau ferromagnétique à haute rémanence est, par exemple, le fer. Il peut devenir magnétisé lorsqu'il est exposé à un champ magnétique sur une période donnée. La rémanence fournit alors des informations sur la force de cette aimantation. Une courbe dite d'hystérésis peut être utilisée pour déterminer la rémanence maximale: elle est différente pour chaque matériau. À propos, la rémanence est particulièrement forte dans les matériaux ferromagnétiques. Le champ magnétique du matériau est opposé à celui extérieur.

Matériaux ferromagnétiques rémanents

Le nickel, le cobalt et le fer sont les trois éléments qui présentent des propriétés ferromagnétiques à température ambiante. Outre ces éléments, il existe également plusieurs alliages et composés aux propriétés ferromagnétiques. Certains éléments ne deviennent ferromagnétiques qu'à très basse température, par exemple les supraconducteurs. Les substances à propriétés ferromagnétiques présentent un très fort effet de rémanence après la désactivation du champ magnétique externe ou de la magnétisation (contrairement aux paramagnétiques, par exemple).

Dans la vie de tous les jours, vous pouvez également observer une rémanence: si, par exemple, une paire de ciseaux ou une épingle est exposée à un champ magnétique puissant, les objets sont ensuite attirés par des objets contenant du fer. Une broche d'aimantation rémanente reste ainsi suspendue au radiateur, par exemple. Il permet même de construire une boussole avec elle: il suffit de placer la goupille aimantée sur un morceau de polystyrène et de le laisser flotter dans l’eau. Il s’adapte désormais automatiquement au champ magnétique de la Terre - dans la mesure où il n’existe aucun autre champ magnétique influent - et agit ainsi comme un compas.

Explication physique de la rémanence

On sait qu’une substance est constituée de plusieurs atomes. Pour les métaux, ceux-ci se combinent pour former une grille. Chaque atome a à son tour:

• Noyaux atomiques de protons
• Si nécessaire. Neutron
• Une enveloppe d'électrons

Les électrons ont un soi-disant spin électronique. Celui-ci est responsable des propriétés magnétiques. La rémanence a quelque chose à voir avec cette rotation.

Dans les cours de physique, l’aimantation est représentée par de petites flèches dans le matériau ferromagnétique. Ceux-ci s'alignent et forment un champ magnétique. Les petites flèches représentent donc les aimants élémentaires et ne sont fondamentalement que des spins d'électrons. Sans champ magnétique externe, ils ne sont soumis à aucun ordre et bougent constamment. Comme avec n'importe quel corps, le mouvement des atomes augmente à des températures plus élevées. Normalement, un matériau ferromagnétique n’est donc pas de nature magnétique. Après tout, les pôles des nombreux spins électroniques ou aimants élémentaires sont orientés dans toutes les directions et sont en constante évolution.

Dans cet ordre de chaos, un champ magnétique est créé: les aimants élémentaires ou les spins des électrons s’alignent parallèlement au champ magnétique externe. Cela crée un pôle nord et sud. Si la température n'est pas trop élevée, cet alignement parallèle restera stable avec les matériaux ferromagnétiques même lorsque le champ magnétique externe est supprimé. La raison en est la dite interaction d'échange - concevable au niveau d'énergie le plus bas possible entre les spins d'électrons respectifs. Le corps reste magnétisé par l'alignement stabilisé de chaque aimant élémentaire suite à l'élimination du champ magnétique externe par cet effet de rémanence. Cette aimantation s'appelle la rémanence. Si, après suppression du champ magnétique, il reste une aimantation plus forte que l'autre, on parle d'un matériau magnétiquement dur (ou d'un matériau magnétiquement doux dans ce dernier).

La rétention peut-elle être annulée?

La rémanence peut également être annulée. Si l'aimant est exposé aux conditions suivantes, il est possible que la rémanence disparaisse:

• Fortes vibrations
• grande chaleur
• Champs magnétiques opposés

Pour une démagnétisation complète, un champ dit coercitif est nécessaire ou la température de Curie doit être atteinte:

• Nickel: 358 ° C
• Fer: 768 ° C
• Cobalt: 1127 ° C

Cependant, il n’existe pas de seuil précis pour la disparition complète de la rémanence en cas de choc.

Fondamentalement, les aimants doivent être alimentés en énergie pour être démagnétisés. Pourquoi ça? Eh bien, on peut imaginer que grâce à l’orientation individuelle des spin d’électrons, une certaine quantité d’énergie est stockée dans un aimant. Ceci peut être spécifié par la densité d'énergie magnétique. La quantité de produit énergétique et la température maximale de fonctionnement sont les facteurs déterminants de la qualité de l'aimant. Ceci est indiqué par le produit énergétique et une combinaison de lettres ultérieure pour la catégorie - par exemple "N" pour 80 ° C. Plus la qualité est élevée, plus la force magnétique et la rémanence sont grandes.

L'hystérésis susmentionnée est un graphique montrant qu'il n'y a pas de stricte proportionnalité entre l'aimantation d'un matériau ferromagnétique et la modification du champ magnétique externe - la raison pour laquelle la rémanence subsiste après la suppression du champ magnétique externe.