Un électro-aimant est un appareil artificiel qui agit presque exactement comme un aimant naturel. Il a des pôles nord et sud qui attirent et repoussent les pôles nord et sud sur des aimants naturels. Il peut y attirer certains types de métaux. Les principales différences entre un électro-aimant et un aimant naturel sont les matériaux dont chacun est fait et le fait que lorsque l'alimentation d'un électro-aimant est coupée, il perd ses capacités magnétiques, selon le National High Magnetic Field Laboratoire.
L'effet électromagnétique
Comme l'a découvert le physicien danois Hans Christian Oersted au début du XIXe siècle, les champs magnétiques sont provoqués par des courants électriques. En travaillant dans son laboratoire, il a découvert que tous les fils traversés par un courant étaient capables d'affecter les aiguilles de la boussole comme s'il s'agissait d'aimants. C'est ce qu'on a appelé l'effet électromagnétique, déclare MAGCRAFT Rare Earth Magnets.
La source des champs magnétiques dans la nature
Les atomes qui composent les aimants naturels (comme tous les atomes) sont constitués de minuscules charges électriques négatives appelées électrons, entourant de minuscules charges électriques positives appelées protons. Les électrons tournent et se déplacent autour de leurs atomes, ce qui en fait de petits courants. Les électrons de tous les atomes génèrent donc de minuscules champs magnétiques.
Aimants permanents
Selon le National High Magnetic Field Laboratory, dans la plupart des substances, ces champs magnétiques pointent dans chaque direction, de sorte que tous ces minuscules champs magnétiques ne font généralement rien, car ils fonctionnent les uns contre les autres trop. Dans certains matériaux, les champs peuvent s'aligner et agir les uns avec les autres, ce qui donne à l'objet un puissant champ magnétique. De tels objets sont appelés aimants. Les aimants permanents sont toujours constitués de substances comme la magnétite, le fer, le nickel ou le néodyme.
Parties d'un électro-aimant
Un électro-aimant est composé d'une bobine de fil, d'une batterie et d'un morceau de fer. Le cuivre, un matériau non magnétique, est enroulé autour du fer, appelé «noyau». Alors que le fer peut être transformé en un aimant permanent, le noyau de fer d'un électro-aimant n'est pas un aimant. Tous les matériaux d'un électro-aimant sont non magnétiques.
Comment fonctionnent les électro-aimants
Lorsque la batterie est connectée à la bobine, le courant commence à la traverser. Comme Oersted l'a découvert, cela fait que le fil dont est faite la bobine génère un champ magnétique. Parce que le fil est enroulé étroitement, ces champs magnétiques s'empilent. Parce que le fer a une perméabilité magnétique élevée, il renforce le champ généré par le fil. Cependant, dès que l'alimentation de la batterie s'arrête, le courant s'arrête, ce qui signifie que le champ magnétique disparaît. C'est la raison pour laquelle les électro-aimants sont des aimants temporaires, explique le National High Magnetic Field Laboratory.