Aucun "aimant permanent" n'est complètement permanent. La chaleur, les chocs violents, les champs magnétiques parasites et l'âge conspirent tous pour priver un aimant de son champ.
Un aimant obtient son champ lorsque des zones magnétiques microscopiques, appelées domaines, s'alignent toutes dans la même direction. Lorsque les domaines coopèrent, le champ de l'aimant est la somme de tous les champs microscopiques qu'il contient. Si les domaines tombent en désordre, les champs individuels s'annulent, laissant l'aimant faible. Les changements dans la force de l'aimant et la démagnétisation des aimants peuvent être causés par une variété de facteurs, expliqués ci-dessous.
Chaleur
Un facteur qui peut provoquer une démagnétisation est les changements de température, en particulier les changements de température très extrêmes. Comme le pop-corn qui éclate dans une bouilloire, les vibrations aléatoires modérées des atomes à température ambiante deviennent plus énergiques lorsque vous augmentez le chauffage. Vous pouvez donc vous demander: « À quelle température un aimant perd-il du magnétisme? »
Au fur et à mesure que la température augmente, à un certain point appelé température de Curie, un aimant perdra complètement sa force. Non seulement un matériau perdra son magnétisme, mais il ne sera plus attiré par les aimants. Le nickel a une température de Curie de 358 Celsius (676 Fahrenheit); celui du fer est de 770 C (1418 F). Une fois que le métal se refroidit, sa capacité à attirer les aimants revient, bien que son magnétisme permanent devienne faible.
En général, la chaleur est le facteur qui a le plus d'effet sur les aimants permanents.
Stockage incorrect
Les barres magnétiques pour la classe de sciences ont leurs pôles nord et sud clairement marqués. Si vous les stockez ou les empilez avec les pôles nord ensemble, cela leur fait perdre leur magnétisme plus rapidement que la normale. Au lieu de cela, vous souhaitez les stocker avec le pôle nord de l'un touchant le pôle sud de l'autre. Les aimants s'attireront dans cette orientation et maintiendront leurs champs respectifs.
Vous pouvez également stocker des aimants en fer à cheval de cette façon, ou vous pouvez placer un petit morceau de fer, appelé « gardien », à travers les pôles pour préserver sa force.
Âge
Lorsque vous regardez un aimant sur une table, il semble parfaitement immobile, mais en réalité ses atomes vibrent dans des directions aléatoires. L'énergie des températures normales crée ces vibrations.
Sur plusieurs années, les vibrations dues aux changements de température finissent par randomiser les orientations magnétiques de ses domaines. Certains matériaux magnétiques conservent le magnétisme plus longtemps que d'autres. Les scientifiques utilisent des qualités telles que la coercivité et la rémanence pour mesurer dans quelle mesure un matériau magnétique conserve sa force.
Impacter
Des impacts très violents bousculent les atomes d'un aimant, les obligeant à se réaligner les uns par rapport aux autres. En présence d'un fort champ magnétique en ligne avec celui de l'aimant, les atomes se réaligneront dans la même direction, renforçant l'aimant.
Sans un champ magnétique puissant pour guider les atomes, ils se réaligneront dans des directions aléatoires, affaiblissant l'aimant. La plupart des aimants permanents peuvent résister à plusieurs chutes, mais ils perdront de leur force à la suite de coups répétés avec un marteau.
Des électro-aimants à la rescousse !
Les aimants permanents sont magnétiques en raison de leurs domaines magnétiques qui peuvent être alignés et donc produire un champ magnétique. Cependant, il existe des moyens d'induire des champs magnétiques. Les électro-aimants sont des aimants que vous pouvez allumer et éteindre.
Les courants électriques induisent des champs magnétiques lorsqu'ils circulent. Un exemple classique et omniprésent d'électroaimant est un solénoïde.
Un solénoïde est fabriqué en alignant plusieurs boucles de courant, de sorte que leurs champs magnétiques s'additionnent en superposition. Ce faisant, le champ magnétique d'un solénoïde est à symétrie cylindrique à l'intérieur du solénoïde et augmente avec le nombre de bobines et le courant. Pour cette raison, les solénoïdes sont très utiles et courants dans de nombreux articles ménagers, y compris les haut-parleurs utilisés pour écouter de la musique.