Les aimants ont été l'un des matériaux les plus utiles découverts et ont été la source de beaucoup d'émerveillement et de divertissement. Depuis leur découverte il y a des milliers d'années, les gens ont trouvé des utilisations pour les aimants dans tous les types d'équipement. Des boussoles aux portes d'armoires, la plupart des gens rencontrent quotidiennement des aimants, mais beaucoup ne comprennent pas pleinement leur fonctionnement.
Le métal ferreux est défini comme tout métal contenant du fer. Les métaux ferreux sont très courants en raison de l'utilisation intensive de fer dans la plupart des alliages métalliques. Les métaux ferreux contiennent une teneur en fer suffisamment importante pour créer suffisamment de domaines pour qu'un champ magnétique agisse et attire. Les matériaux ferreux sont les seuls objets physiquement attirés par les champs magnétiques.
Les domaines sont la principale raison pour laquelle les aimants ne fonctionnent qu'avec des matériaux ferreux. Les domaines sont les petits champs magnétiques individuels qui entourent un groupe de molécules de fer. Chaque domaine a son propre alignement polaire individuel et la ligne polaire de chaque domaine peut faire face dans des directions différentes du reste des molécules environnantes. L'ordre brouillé de ces domaines est la raison pour laquelle le fer, en soi, n'est pas magnétique mais peut être sollicité par d'autres aimants. Les domaines se trouvent naturellement dans les métaux ferreux et peuvent être créés temporairement par un courant électrique circulant.
Les champs magnétiques sont créés lorsque la multitude de domaines individuels s'alignent grâce à des forces externes. Les domaines peuvent s'aligner par exposition à un courant électrique ou même à un mouvement physique contre un autre objet magnétisé. Les objets ferreux sont attirés par les champs magnétiques lorsque les domaines individuels s'alignent avec les champs électriques. Il est possible de magnétiser la plupart des objets ferreux simplement en les frottant contre un aimant à plusieurs reprises. Une fois que les domaines de la molécule de fer sont alignés et orientés dans la même direction polaire, leur unisson crée son propre champ magnétique qui peut agir sur d'autres matériaux ferreux.
Les aimants naturels sont ce qui a conduit à la découverte originale des aimants. La magnétite est l'un des métaux les plus courants qui est considéré comme un aimant naturel. La magnétite est un métal dont la construction atomique est facilement magnétisée par simple contact avec d'autres objets métalliques. Les Vikings et les Chinois utilisaient la magnétite dans les premières boussoles.
Les électro-aimants sont créés en faisant passer un courant électrique à travers un métal conducteur. Un courant électrique provoque le mouvement rapide des électrons, ce qui crée un champ magnétique. Les champs électromagnétiques peuvent être créés en faisant passer un courant électrique à travers n'importe quel métal, y compris les métaux conducteurs non ferreux.