Les électro-aimants sont constitués de bobines de fil qui transportent des courants électriques. Ces fils porteurs de courant produisent des champs magnétiques qui ont des pôles nord et sud tout comme les aimants ordinaires. Les électro-aimants ont de nombreuses utilisations et se trouvent dans des appareils tels que les moteurs électriques et les générateurs.
Importance
Les électro-aimants font partie intégrante de la vie quotidienne. Les moteurs et les démarreurs de voitures les utilisent. Ils sont utilisés pour produire de l'électricité pour alimenter les bâtiments et les appareils. Leur énergie peut être transformée en d'autres types, tels que mécaniques, thermiques ou sonores. Les électro-aimants sont particulièrement utiles pour effectuer des travaux électromécaniques tels que le levage, la traction, la rotation ou le maintien.
Opération
Les électro-aimants se comportent de la même manière que les aimants ordinaires. Ils ont des pôles nord et sud et obéissent aux mêmes lois. Par exemple, leurs pôles nord repoussent les pôles nord des autres aimants mais attirent les pôles sud. Contrairement aux aimants ordinaires, ils sont construits de manière à ce que leur champ magnétique soit impermanent, de sorte qu'il s'estompe lorsque l'électricité est coupée. Ils sont également capables d'inverser leurs pôles nord et sud, une caractéristique qui manque aux aimants ordinaires.
Construction
Les composants de base d'un électro-aimant sont un fil et une source d'alimentation. La source d'alimentation peut être CA (courant alternatif) ou CC (courant continu). Le fil peut être de n'importe quelle forme. La force du champ magnétique dépend de facteurs tels que la quantité de courant, le nombre de bobines dans le fil et le matériau dont il est fait. Par exemple, les électro-aimants fabriqués à partir de supraconducteurs sont suffisamment puissants pour faire léviter les trains Maglev qui sont utilisés dans certaines parties de l'Europe et de l'Asie.
Types spéciaux d'électro-aimants
Les solénoïdes sont des électro-aimants qui ont la forme d'une hélice. Ils sont parfois fabriqués avec du fer à l'intérieur, pour renforcer le champ magnétique.
Les tores sont des solénoïdes qui sont pliés pour former un cercle. Leurs lignes de champ magnétique forment un ensemble de cercles concentriques.
Les transformateurs sont deux solénoïdes avec des noyaux de fer à l'intérieur qui sont appariés. Un courant changeant dans la première bobine produit un flux magnétique changeant dans la seconde. Ce flux magnétique changeant génère à son tour une force électromotrice, ou fem. Les transformateurs ne fonctionnent qu'avec du courant alternatif.
Les moteurs électriques sont constitués de bobines porteuses de courant qui tournent dans un champ magnétique. Les boucles changent régulièrement de sens. Ils sont utilisés pour convertir l'énergie électrique en énergie mécanique. Les générateurs électriques sont également fabriqués à partir de bobines porteuses de courant qui tournent dans un champ magnétique et sont alimentés par des dispositifs mécaniques produisant de l'énergie tels que le charbon. Leur fonction est de convertir l'énergie mécanique en énergie électrique.
Les usages
Les solénoïdes sont utilisés comme vannes, interrupteurs, pour générer des champs magnétiques dans des espaces clos et pour les travaux électromécaniques.
Les tores sont le plus souvent utilisés dans les dispositifs de résonance magnétique nucléaire, les applications de sécurité et les essais non destructifs.
Les transformateurs sont principalement utilisés pour convertir ou transformer des tensions alternatives élevées en tensions plus basses et vice versa. On les trouve dans les lignes électriques et les alimentations.
Les moteurs électriques sont utilisés pour alimenter des appareils tels que des voitures, des appareils électroménagers, des outils et des sèche-cheveux. Les générateurs électriques génèrent le courant alternatif utilisé pour alimenter les bâtiments et les appareils.