Le magnétisme Dans la vie de tous les jours, on utilise le magnétisme . TV, Radio, playstation ... ne seraient rein sans le magnétisme c'est pour cela que nous allons aborder à ce cours ce nouveau chapitre.

Table des matières Les aimants Les différents types d’aimants Conservation de l’aimantation Perte de l’aimantation Distinction des deux pôles d’un aimant Loi des pôles Application

Les aimants Les aimants sont des corps solides capables d’attirer d’autres dits « ferromagnétiques » (Ex: fer, fonte, cobalt, nickel…)

Les différents types d’aimants Aimants naturels: - Origine - Composition Aimants artificiels: - Par frottement - Par influence - Par ferromagnétisme •Aimants naturels, formés par certains oxydes de fer comme la magnétite Fe3 O4. Cette roche fut trouvée pour la première fois prés de la ville de Magnésia en Asie Mineure d’où le nom de magnétisme. •Aimant artificiels, morceau d’acier trempé ou tout autre alliage auquel on a donné artificiellement les propriétés magnétique (aimantation) bien souvent à l’aide d’un courant électrique (bobine). On donne à ceux-ci la forme appropriée à leur usages : barreau droit, aiguille en forme de losange ou de fer de à cheval, etc.… •Par frottement (toujours dans le même sens) de la pièce à aimanter sur le pôle d’un aimant. •Par contact prolongé avec le pôle d’un aimant. •Par influence en plaçant une pièce ferromagnétique à proximité d’un aimant. •à l’aide d’un courant (voir ferromagnétisme).

Conservation de l’aimantation Eviter : -les chocs. -Une élévation de la température au-delà du point de curie. -La proximité d’une bobine alimentée par un courant. -le passage d’un courant dans la masse d’un aimant. Réunir les deux pôles par une pièce ferromagnétique si on ne se sert plus momentanément de l’aimant.

Perte de l’aimantation Par vieillissement Suite à un choc Par évaluation de la température •Par vieillissement. •Par suite d’un choc qui entraîne une perte plus ou moins grande de l’aimantation •Par élévation de la température appelée POINT DE CURIE (± 700 °c pour l’acier), l’aimantation disparaît complètement et ne réapparaît pas après refroidissement.

Distinction des deux pôles d’un aimant Pôle nord Pôle sud Lorsqu’on plonge un aimant dans la limaille de fer on constate qu’il ne la retient qu’à ses deux extrémités. Celle-ci sont appelées les pôles magnétiques de l’aimant. C’est donc seulement aux pôles que se manifestent les actions magnétiques. Les deux pôles magnétiques d’un même aimant attirent rigoureusement le même poids de limaille de fer et, sous ce rapport, on ne peut pas les distinguer l’un de l’autre. A mi-chemin entre les deux pôles magnétiques existe un ligne fictive ou l’attraction est nulle : ligne neutre (passant par le centre de l’aimant et perpendiculaire à l’axe polaire). Une aiguille aimantée mobile sur pivot vertical s’oriente dans une direction bien déterminée qui est à peu prés la direction Sud -Nord géographique. Ecartée de cette position, l’aiguille y revient fidèlement, après quelques oscillations. Repérons les deux pôles par des teintes différentes : nous constatons que c’est toujours la partie bleu qui se dirige vers le nord géographique, on l’appelle pôle nord magnétique, l’autre est le pôle sud magnétique. Les deux pôles magnétiques d’un aimant ne sont donc pas identiques. Si nous approchons l’une de l’autre deux aiguilles aimantées correctement repérées, on constate que : - deux pôles magnétiques de même nom se repoussent. – deux pôles magnétiques de noms contraires s’attirent. Cette propriété permet, grâce à une aiguille aimantée, d’identifier les pôles magnétiques de n’importe quel aimant.

Loi des pôles

Il est impossible d’isoler un pôle magnétique de l’aimant. Remarque: Il est impossible d’isoler un pôle magnétique de l’aimant.

APPLICATION: la boussole Définition Déclinaison magnétique Définition: c'est une boîte aimantéecontenant une aiguille mobile autour d'un pivot surmontant un cadran portant la rose des vents. Déclinaison magnétique: La partie de la boussole ( aiguille aimantée) indique le nord magnétique et non le nord géographique. Entre les deux existe un décalage angulaire que l'on nomme: déclinaison angulaire. La déclinaison magnétique n'est pas constante, elle varie très légérement avec les années. Il faut donc en tenir compte pour s'orienter à l'aide de la boussole. Actuellement, la déclinaison angulaire est d'environ 6 degrés Ouest. Le pôle nord magnétique se rapproche du pôle nord géographique.

Le champ magnétique Définition: ensemble des points où l'action magnétique de l'aimant agit. Caractéristiques d'un champ magnétique: - spectre magnétique; - lignes de force ou lignes d'induction.

Spectre et champ magnétique Spectre magnétique: L'utilisation de limaille de fer va nous permettre un « matérialisation » du champ magnétique. Posons sur un aimant droit une feuille de carton que nous soupoudrons de limaille de fer. Tapotons le carton du bout des doigts et nous voyons la limaille s'agglomérer en lignes qui convergent versvers les extrémités nord et sud du barreau. La figure ainsi formée s'appelle le spectre magnétique de l'aimant et les lignes ainsi matérialisée s'appellent lignes de champ, de force ou d'induction. Ce spectre magnétique nous donne une image simple de l'allure du champ magnétique. Les lignes de champs ne se croisent et ne s'unissent jamis.

Direction et sens d'un champ Plaçons en différents endroits du spectre magnérique ainsi constitué des petites aiguilles aimantées. Nous voyons toutes ces petites aiguilles s'orienter tangentiellement aux lignes de forces matérialisée par la limaille de fer. Ainsi on peut connaître la topographie d'un champ magnétique en l'explorant point par point avec une aiguille aimantée.

En chacun de ses point, le champ magnétique est caractérisé par: Sa direction Son sens Son intensité Son point d'application Direction: c'est celle que prend une petite aiguille aimantée placée en ce point ( on peut donc aussi dire: que cest la tangente à la ligne de force passant par ce point. Sens: c'est par convention ce qui va du pôle nord vers le pôle sud à l'extérieur de l'aimant. Intensité: induction magnétique β (tesla : T). point d'application: point de départ du vecteur.

Conséquence Les lignes de force d’un aimant vont nord magnétique au sud magnétique à l’extérieur de l’aimant. Le champ magnétique est uniforme entre les deux branches de l’aimant (lignes de champ magnétique sont parallèles). Si on introduit un morceau de fer doux entre les branches d’un aimant en fer à cheval, les lignes de champ magnétique sont déviées. Elles tendent à passer plus nombreuses dans le fer doux et le champ magnétique est déformé. Les lignes de champ magnétique s’établissent, s’épanouissent plus aisément dans le fer que dans l’air. Le fer est donc plus perméable que l’air aux lignes de champ magnétique.

Autres exemples On peut remarquer la concentration du flux et les déviations des lignes de forces.