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Aimants en pot , Neodymium Cup Magnet
Article CSN-40 Aimant en pot avec trou de fixation biseauté, Ø 40 mm, force d'adhérence ~ 52 kg (17.01.2018)
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Magnétisme : principes et applications

Quelques principes et applications du magnétisme

Principe

Le magnétisme est une branche de la physique qui étudie les corps aimantés, mais aussi un phénomène qui joue un rôle important dans la plupart des constituants de l'électrotechnique.
 
 
 

Applications générales et particulières:

1. Se diriger

On peut trouver des dizaines d’utilités aux matériaux magnétiques, mais la plus simple, c’est celle qui nous sert à nous diriger.

Historiquement, c’est la première vrai application concrète des matériaux magnétiques : la boussole.

La terre se comporte comme un aimant géant. Près du pôle nord géographique se trouve le pôle nord magnétique, et près du pole sud géographique se trouve le pole sud magnétique.

Ainsi les lignes de champ magnétiques terrestres forment des axes nord-sud.

Le magnétisme se comporte par des forces d’attraction ou de répulsion entre matériaux. Les mêmes pôles de deux aimants se repoussent, les pôles contraires s'attirent.

Une boussole n’est en réalité qu’un simple aimant, donc possédant deux pôles. Ainsi le pôle sud de l’aimant (c'est-à-dire de l’aiguille de la boussole) va systématiquement être attiré par le pole nord terrestre et vice et versa. C’est comme ça que la boussole pointe toujours vers le nord. L’aimant qui la compose subit les effets du champ magnétique terrestre.
 

 
Comme le fer, certains aciers et la magnétite (oxyde de fer) ont des propriétés magnétiques facilement perceptibles. Cependant, toutes les substances sont influencées par l’existence d’un champ magnétique, mais les effets souvent ne sont visibles qu’avec des instruments spéciaux.
 
 
les lignes du champ magnétique
Les lignes du champ magnétique sont orientées à l’extérieur de l’aimant du Nord vers le Sud. Les mêmes pôles de deux aimants se repoussent, les pôles contraires s'attirent.
 
2. Les moteurs électriques
Mais on peut faire bien plus encore avec les matériaux magnétiques. Une des applications les plus utilisée est le moteur électrique.
 
Son principe est simple. On place à l’intérieur d’un aimant en U une bobine à l’intérieur de laquelle on fait circuler un courant qui doit toujours aller dans le même sens par rapport à l’aimant en U.
 
Ces moteurs peuvent être utilisés pour un très large panel d’usages, du simple petit moteur destiné à faire tourner les pales des ventilateurs, celui de l’aspirateur, ou bien celui des trains, du métro au TGV.
 
Tous ces moteurs sont basés sur le même principe décrit ci-dessus, bien qu’il existe plusieurs déclinaisons de ce concept, notamment en fonction de l’utilisation prévu pour ce moteur.
 
En effet, un moteur de ventilateur n’a pas besoin de la même puissance qu’un moteur de robot de cuisine qui se doit d’être très puissant sur une courte durée, ou bien un moteur de TGV qui doit faire avancer un train à 300 km/h pendant une longue période.
 
Donc à chaque type d’utilisation, il existe un type de moteur. On trouve des moteurs à courant continu que l’on a détaillé ci dessus, des moteurs a courant alternatif, synchrone ou asynchrone, ou pas à pas pour des applications précise (alignement de tête de lecture par exemple).
 
 
 
 
3. Enregistrer
Avant l’apparition de moyens de stockage optique tels qu’on les connait aujourd’hui comme le CD ou le DVD, les premiers moyens de stockage de données étaient la gravure de sillons sur des disques de vinyles.
 
Cette méthode pose de nombreux problèmes car elle n’est pas facile à mettre en œuvre et ne restitue pas les données avec une bonne qualité.
 
Dans les années 60, sont donc apparus les supports magnétiques pour le grand public, dans l’audio, et dans les années 80 dans la vidéo et pour les données informatiques. On utilise encore aujourd’hui du stockage magnétique dans les caméscopes numériques et dans des solutions de stockage et de sauvegarde massive de données pour les entreprises.
 
D’autres applications, liées à l’enregistrement du son, sont bien évidemment le micro et le haut parleur. Ici le principe mis en œuvre est très simple vu qu’il s’agit d’une application directe du principe de l’induction électromagnétique. Dans le cas du haut parleur, le courant constituant le signal audio à émettre passe dans une bobine. A l’intérieur de cette bobine se situe un aimant permanent relié a la base du cône de papier carton constituant le haut parleur. Suivant le sens du courant, l’aiment est repoussé ou attiré vers la bobine et fait vibrer le cône du haut parleur, compressant ou dilatant l’air, donc produisant un son.
 
 

micro et haut parleur

 
 
4. Les applications du futur
Il reste encore beaucoup de pistes à explorer dans tous les domaines pour l’application des matériaux magnétiques. Et des projets toujours plus ambitieux naissent presque chaque jour. Dans le domaine du transport, c’est bien sur le train à lévitation magnétique qui devrait entrer en service au Japon; en Allemagne et en Chine.
 
Mais déjà les ingénieurs japonais ont trouvé un nouveau challenge: un ascenseur à lévitation magnétique, qui serait propulsé de la même manière que le train et aurait les même avantages (silence, consommation réduite et performance).
 
Dans le domaine du stockage, on attend avant 2010 des disques durs capables de placer les données à la perpendiculaire du disque, permettant ainsi de réduire la taille physique des secteurs. Par conséquent, chaque donnée prendra moins de place ce qui se traduira par une forte augmentation de la capacité des disques.
 
Toujours dans le stockage, des fabricants de mémoire flash expérimentent aujourd’hui de la mémoire flash magnétique, promettant des capacités augmentées et des temps d’accès réduits.
 
 
 
train à léviatation magnétique