obj 2 Magnétisme

obj 2.1

Dans notre entourage, une multitude d'objets utilise des phénomènes magnétiques. Des phénomènes magnétiques sont des phénomènes qui ont comme principe et base l'utilisation du magnétisme.

Exemple: Clavier d'ordinateur, boussole, appareils de médecine...

Dans l'environnement, trois types de substances nous entourent. Les substances magnétiques, ferromagnétiques et non magnétiques.

Matière dotée de magnétisme. La matière magnétique a la capacité d'attirer d'autres substances vers elle.
Une substance ferromagnétique peut-être attirée par un aimant ou tout autre objet magnétique. Tout ce qui contient du fer est ferromagnétique, dont l'acier qui est un mélange de carbone et de fer.
Une substance non magnétique ne réagit aucunement sous l'effet d'un aimant.

Exercice

Dire si les objets suivants sont: magnétiques, ferromagnétiques ou non magnétique.

Clou en acier:
Mine de crayon:
Aimant:
Bouteille de plastique:

obj 2.2

Dans votre jeunesse, vous avez sûrement déjà joué avec des aimants. Ces objets qui pouvaient attirer d'autre objets. Un aimant est un objet magnétique, qui attire donc les substances ferromagnétiques (fer) et magnétiques (autre aimant). Étant petit, vous ne vous préocupiez probablement pas à savoir la forme du champ magnétique et pourquoi certaines fois, les objets se repoussaient. Ici, il faut représenter le champ magnétique de divers aimants.

La base est la suivante: des pôles opposés s'attirent et des pôles identiques se repoussent. Comme les charges électriques.
Deuxième clé utile: Un aimant est toujours constitué de deux pôles, nord et sud. Le champ magnétique débute au pôle nord et vient se poser sur le pôle sud.

C'est pourquoi deux pôles opposés s'attirent et deux pôles identiques se repoussent.

obj 2.3

En électricité, le courant conventionnel les électrons voyagent de la borne poistive pour aller vers la borne négative. Par convention nous utilsons ceci, mais dans la réalité, le courant agit autrement. Dans le courant réel, les électrons partent de la borne négative pour aller vers la borne positive.

Un fil conducteur dans lequel passe un courant électrique produit un champ magnétique autour de lui. Si on déroule un fil et on fait passer un courant dans celui-ci, le champ magnétique prend une forme circulaire. Nous pouvons trouver le sens de rotation du champ magnétique grâce au premier truc de la main droite. Il s'agit de placer sa main droite ouverte sur le fil, pouce orienté dans le sens du courant conventionnel. Lorsque nous fermons notre main sur le fil, nos doigts imitent le sens de rotation du champ magnétique.

Un solénoïde est un fil conducteur (dans lequel passe un courant électrique) qu'on roule sur lui même. Un peu comme un ressort. Dans cette forme particulière, le champ magnétique prend la forme de celui d'un aimant droit. Il y a donc deux pôles: nord, sud. Pour connaître le sens du champ magnétique et ainsi découvrir les deux pôles, nous devons faire appel au deuxième truc de la main droite. On place notre main droite ouverte sur le solénoïde, nos doigts tournent dans le même sens que le courant conventionnel. Dans cette position, notre pouce indique le pôle nord. Un solénoïde et un aimant droit ont le même champ magnétique.

Un note importante cepandant. Ce type de champs magnétiques reste tant et aussi longtemps que le fil conducteur est traversé par un courant électrique!

obj 2.4

On peut augmenter la puissance d'un champ magnétique produit par un solénoïde en ajoutant un noyau au centre de celui-ci. En changeant le noyau, on peut augmenter la force de l'électro-aimant. Toutes les substances ferromagnétiques peuvent agir comme noyau mais certaines substances sont plus utiles que d'autres: fer, nickel, cobalt. Le meilleur noyau utilisé pour les sc. physique 436 est le noyau de fer doux.

obj 2.6

Nous pouvons augmenter la puissance d'un électro-aimant en faisant varier quelques facteurs.

La nature du noyau: comme nous l'avons vu précédemment.
L'intensité du courant électrique: plus le courant est intense, plus l'électro-aimant sera puissant. Ainsi, un courant de 10 A (ampères) donnera un électro-aimant plus fort qu'un courant de 5 A.
Le nombre de spires: Le nombres de spires (tours) que le fil conducteur fait autour du noyau fait varier la puissance de l'électro-aimant. Plus de spires, champ magnétique plus fort.
Le numéro de jauge du fil: Le numéro de jauge d'un fil est une façon de donner sa grosseur. Plus le numéro de jauge est petit, plus le diamètre du fil est gros. Plus le numéro de jauge est grand, plus le fil est petit. Si on veut un électro-aimant plus fort, il faut baisser le numéro de jauge.

Pour trouver quel électro-aimant sera plus fort dans un groupe, il faut trouver quel facteur varie. Si l'intensité du courant ainsi que le nombre de spires changent, on peut trouver la force de l'électro-aimant en multipliant les deux valeurs: F = nI (force = nombre de spires X intensité) Plus le produit est grand, plus la force est grande.

Exercice

Quel électro-aimant est le plus fort dans ce groupe?

Objectif suivant
Table des matières