Les
aimants
Le terme
de "magnétisme" vient du nom de l'île
grecque de Magnésie où l'on trouve la magnétite,
oxyde de fer (Fe3O4) qui est une forme d'aimant naturel.
Ce minerai de fer a la propriété d'attirer les
objets en fer ou en acier.
On peut réaliser facilement un aimant artificiel en frottant
un barreau en acier contre un autre aimant.
La forme habituelle des aimants est celle d'un barreau droit,
d'une aiguille de boussole ou d'un fer à cheval mais beaucoup
d'autres formes se rencontrent comme les aimants cylindriques
de haut-parleurs, par exemple. |
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Les deux pôles de l'aimant
Un aimant
possède un pôle nord et un pôle sud. La Terre
peut être considérée comme un gigantesque
aimant dont les pôles magnétiques sont relativement
proches des pôles géographiques.
Quand on ramasse de la limaille de fer avec un aimant, celle-ci
s'agglutine principalement au niveau des pôles. On ne peut
séparer le pôle nord du pôle sud d'un aimant.
Couper un aimant en deux revient à fabriquer deux aimants
plus petits. Placée dans un champ magnétique une
aiguille de boussole s'oriente selon les lignes de force. |
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Le champ magnétique
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Les lignes
de force magnétiques traversent l'aimant de part en part
suivant l'axe des pôles et se referment à l'extérieur
de celui-ci. L'ensemble des lignes de force constituent le champ
magnétique que l'on peut visualiser facilement à
l'aide de grains de limaille de fer. La photo ci-contre représente
le spectre magnétique d'un petit aimant placé
sous une feuille de papier. Chaque grain de limaille se comporte
comme un petit aimant avec ses deux pôles nord et sud qui
attirent les pôles sud et nord des grains voisins. |
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Attraction magnétique
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En plus
d'attirer les objets en fer, acier, nickel, cobalt… un aimant
attire un autre aimant. Toutefois cette attraction entre deux
aimants ne s'exerce qu'entre deux pôles de noms contraires
: un pôle sud attire un pôle nord et réciproquement.
Deux pôles de même nom se repoussent. L'aiguille
de la boussole s'oriente de façon à ce que le pôle
nord de l'aiguille de la boussole se dirige vers le pôle
nord de la Terre, en outre elle prend la direction des lignes
de force du champ magnétique terrestre. La loi de Coulomb
exprime que la force d'attraction (ou de répulsion) entre
deux "masses" magnétiques m et m',
écartées d'une distance d est égale
à :
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Le champ magnétique terrestre
La Terre peut être considéré comme un gigantesque
aimant dont le pôle nord magnétique se trouve à
1300 km environ du pôle nord géographique, lequel
se trouve sur l'axe de rotation de la Terre. Il est arrivé
dans le passé que les pôles magnétiques nord
et sud s'inversent. En outre la position des pôles magnétiques
varie dans le temps. Pour un endroit fixe sur Terre (Paris, par
exemple) la direction du nord magnétique N.M. est différente
de celle du nord géographique N.G. Cette différence,
appelée "déclinaison magnétique"
varie dans le temps et en fonction du lieu. Elle est indiquée
dans le cartouche des cartes topographiques, pour la date d'édition
de la carte, bien entendu. En 1974 à Giromagny (Territoire
de Belfort) le déclinaison magnétique était
de 0°53' et diminuait de 8' par an (carte IGN 1/25000).
On peut connaître la déclinaison
magnétique d'un lieu en cliquant sur la carte interactive
du site : https://www.magnetic-declination.com
Les électro-aimants
Un conducteur électrique
parcouru par un courant électrique est environné
d'un champ magnétique. Un bobine de fil électrique
se comporte comme un électro-aimant.
Ce domaine de l'électricité est celui de l'électromagnétisme. |
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