Tous les matériaux ne peuvent pas être magnétiques. En fait, de tous les éléments connus, seule une poignée possède une capacité magnétique et ils varient par degré. Les aimants les plus puissants sont les électro-aimants, qui n'acquièrent leur force d'attraction que lorsque le courant les traverse. Le courant est le mouvement des électrons, et les électrons sont ce qui rend les matériaux magnétiques. Il existe des matériaux composites magnétiques, généralement appelés matériaux ferreux, bien qu'ils ne soient pas aussi résistants que les électro-aimants.
Comment le magnétisme se produit
En termes simples, le magnétisme concerne les électrons. Les électrons sont plus petits que les particules microscopiques qui tournent autour du noyau d'un atome. Chaque électron se comporte comme son propre petit aimant avec un pôle nord et sud. Lorsque les électrons d'un atome sont alignés dans la même direction, soit tous pointant vers le nord, soit tous pointant vers le sud, l'atome devient magnétique. Et parce que les électrons tournent ou tournent autour du noyau d'un atome, il est également possible qu'un atome possède un champ lorsque les pôles ne sont pas tous alignés en raison de la rotation des électrons, ce qui fait que l'atome ressemble beaucoup à un électro-aimant.
Pas de matériaux naturellement magnétiques
Il n'y a pas d'éléments statiques naturellement magnétiques. Il existe des matériaux plus fortement attirés par les champs magnétiques. Les matériaux les plus fortement attirés par un champ magnétique sont le fer et l'acier. Cependant, il existe de rares mélanges de matériaux synthétiques qui sont propices à devenir électromagnétiques par être exposé à un champ magnétique puissant et maintenir une charge électromagnétique pendant de longues périodes de temps. En raison de leur capacité à retenir un champ magnétique pendant de longues périodes, ils sont considérés comme des aimants permanents. Les deux matériaux magnétiques permanents les plus puissants sont le fer-néodyme-bore et l'aluminium-nickel-cobalt.
Comment la force magnétique est mesurée
Le champ magnétique est difficile à expliquer avec précision car il y a encore beaucoup de choses que la science ne comprend pas sur les champs magnétiques. En termes simples, les champs magnétiques forts sont mesurés en tesla, et les champs magnétiques les plus courants et beaucoup plus faibles trouvés dans des choses comme les haut-parleurs stéréo sont mesurés en gauss. Il faut 10 000 gauss pour faire une tesla.
Une façon plus simple de le décrire est de penser à l'attraction gravitationnelle. La gravité de la Terre est estimée à environ 1 tesla ou environ 10 000 gauss. Vous pouvez considérer la force magnétique de Gauss comme un poids ou la quantité de force exercée par l'attraction gravitationnelle. Il faudrait 50 plumes pour égaler 1 gauss de force mesurée en poids, ou dans ce cas, en attraction magnétique. Le poids et la force magnétique ne sont pas directement assimilables mais sont proposés à titre d'exemple pour donner une idée de l'attraction ou de la force magnétique d'un gauss.
Pourquoi la Terre est magnétique
Les scientifiques savent que la terre a des propriétés magnétiques, car un morceau d'acier ou de fer flottant librement indiquera toujours le nord magnétique. C'est là que toutes les lignes de longitude convergent au pôle Nord. Bien que la force magnétique ne puisse pas être exercée sur la plupart des liquides, elle peut être transmise au noyau terrestre, qui est composé de fer en fusion. Et cela nous ramène à la rotation des électrons. Lorsque la terre tourne sur son axe, son noyau de fer en fusion et tous ses électrons chargés électriquement font de même, ce qui crée un champ magnétique. Le soleil tourne également sur son axe et sa matière sous forme de plasma (semblable à une consistance liquide) crée son champ magnétique.
Les contraires s'attirent
Comme les pôles magnétiques se repoussent tandis que les pôles magnétiques opposés s'attirent. Les aimants sont naturellement attirés par des champs magnétiques plus élevés. Pensez à avoir deux aimants, un à 10 tesla et un à 1 tesla. L'aimant de 10 teslas exerce un champ magnétique plus fort. Un morceau de matériau magnétique, placé à égale distance des deux aimants, serait attiré par le plus fort des deux champs magnétiques. Ainsi, lorsque deux aimants de polarité similaire se rapprochent, ils semblent se repousser ou être repoussés alors qu'en fait ils recherchent un champ magnétique plus élevé. En d'autres termes, deux aimants orientés vers le nord semblent être repoussés car ils sont en fait attirés par le champ magnétique opposé, orienté vers le sud.