Les aimants sont les héros méconnus de l’âge moderne. Cependant, la plupart des gens ne comprennent pas vraiment de quoi sont faits les aimants et comment ils fonctionnent même. Le problème est que nous savons juste que les aimants attirent le fer et le nickel. Cependant, les aimants ont une origine très intéressante et peuvent être considérés comme une manifestation physique de la force électromagnétique.
Tous les aimants sont composés d’un groupe de métaux appelés les métaux ferromagnétiques. Il s’agit de métaux tels que le nickel et le fer. Chacun de ces métaux a la propriété particulière de pouvoir être magnétisé uniformément. Lorsque nous demandons comment fonctionne un aimant, nous demandons simplement comment l’objet que nous appelons un aimant exerce son champ magnétique. La réponse est en fait assez intéressante.
Dans chaque matériau, il existe plusieurs petits champs magnétiques appelés domaines. La plupart du temps, ces domaines sont indépendants les uns des autres et orientés dans des directions différentes. Cependant, un champ magnétique puissant peut arranger les domaines de n’importe quel métal ferromagnétique afin qu’ils s’alignent pour créer un champ magnétique plus grand et plus fort. C’est ainsi que la plupart des aimants sont fabriqués.
La principale différence entre les aimants est qu’ils sont permanents ou temporaires. Les aimants temporaires perdent leur plus grand champ magnétique avec le temps, car les domaines reviennent à leur position initiale. La façon la plus courante de produire des aimants est de les chauffer à leur température de Curie ou au-delà. La température de Curie est la température à laquelle un métal ferromagnétique acquiert des propriétés magnétiques. Le fait de chauffer un matériau ferromagnétique à sa température donnée le rendra magnétique pendant un certain temps. En revanche, le chauffer au-delà de ce point peut rendre le magnétisme permanent. Les matériaux ferromagnétiques peuvent également être classés en métaux doux et métaux durs. Les métaux mous perdent leur champ magnétique au fil du temps après avoir été magnétisés tandis que les métaux durs sont des candidats probables pour devenir des aimants permanents.
Tous les aimants ne sont pas fabriqués par l’homme. Certains aimants se produisent naturellement dans la nature, comme le lodestone. Ce minéral a été utilisé dans l’Antiquité pour fabriquer les premières boussoles. Cependant, les aimants ont d’autres usages. Avec la découverte de la relation entre le magnétisme et l’électricité, les aimants sont désormais un élément majeur de tous les moteurs et turbines électriques existants. Les aimants ont également été utilisés pour stocker des données informatiques. Il existe maintenant un type de disque appelé disque à état solide qui permet de sauvegarder encore plus efficacement les données sur les ordinateurs.
Nous avons écrit de nombreux articles sur les aimants pour Universe Today. Voici un article sur le champ magnétique de la Terre, et voici un article sur le barreau aimanté.
Si vous souhaitez plus d’informations sur les aimants, consultez la discussion de la NASA sur les aimants, et voici un lien vers un article sur les champs magnétiques.
Nous avons également enregistré un épisode entier d’Astronomy Cast tout sur le magnétisme. Écoutez ici, l’épisode 42 : Le magnétisme partout.