Les électro-aimants sont des dispositifs simples qui imitent le comportement des aimants naturels, avec un important différence: la capacité de changer leur force de champ magnétique en raison de leur génération électrique champs magnétiques. La variation de l'un des quatre éléments de base d'un électro-aimant vous permet de régler l'intensité du champ selon vos besoins.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Les quatre principaux facteurs qui affectent la force d'un électro-aimant sont le nombre de boucles, le courant, la taille du fil et la présence d'un noyau de fer.
Nombre de boucles
Un électro-aimant est constitué d'une bobine de fil enroulé autour d'un noyau métallique - généralement du fer - et connecté à une batterie. Lorsque le courant électrique se déplace autour des boucles de la bobine, il génère un champ magnétique semblable à celui d'un petit barreau magnétique. Il a un pôle nord d'un côté de la boucle et un pôle sud de l'autre. Parce que la bobine est constituée d'un fil continu, les champs magnétiques de chaque boucle "s'empilent", créant quelque chose comme une grande barre aimantée. Une façon d'augmenter ou de diminuer la force du champ magnétique consiste à modifier le nombre de boucles dans la bobine. Plus vous ajoutez de boucles, plus le champ deviendra fort. Plus vous supprimez de boucles, plus le champ deviendra faible.
Le noyau métallique
Le métal à l'intérieur de la bobine amplifie le champ créé par celle-ci. Changer le noyau métallique pour un métal différent rendra l'électro-aimant plus fort ou plus faible. Les noyaux de fer créent des champs très puissants. Les noyaux en acier créent des champs plus faibles. Les noyaux de néodyme forment les champs les plus puissants. Faire glisser le noyau partiellement hors de la bobine affaiblira le champ, car il y a moins de métal à l'intérieur.
Courant de la batterie
Changer la quantité de courant traversant l'électro-aimant changera également le champ qu'il produit. Plus le courant dans la bobine est élevé, plus le champ magnétique augmentera. A l'inverse, baisser la tension de la batterie diminue le courant, affaiblissant le champ. Ce fait a cependant une complication: lorsque vous augmentez le courant, les fils de l'aimant deviennent plus chauds et peuvent faire frire la délicate isolation électrique sans laquelle l'aimant ne peut pas fonctionner.
Taille de fil
Bien que les fils métalliques soient des conducteurs d'électricité très efficaces, ils présentent toujours une certaine résistance au passage du courant. L'utilisation de plus gros calibres de fil sur la bobine diminuera cette résistance innée. Cela augmentera le courant et donc le champ. L'utilisation de jauges plus petites augmentera la résistance, réduira le courant et affaiblira le champ. L'utilisation de différents types de fils métalliques affectera également l'intensité du champ, car chaque métal a une résistance inhérente différente au courant.