Électroaimant
Les électro-aimants sont des aimants temporaires et artificiels, qui ne sont magnétiques que lorsqu'ils sont traversés par une bobine de fil électrique. La bobine de fil est appelée solénoïde. La force de l'aimant est proportionnelle au courant qui circule dans le circuit. L'électricité qui circule dans le fil est appelée un courant. Le courant est le flux d'électrons, qui sont des particules chargées négativement. Les électro-aimants sont utilisés à des fins diverses. Dans un exemple simple, un électro-aimant peut capter des morceaux de fer, de nickel et de cobalt.
Les électro-aimants peuvent être renforcés en ajoutant des bobines supplémentaires au fil de cuivre, ou en ajoutant un noyau de fer à travers les bobines (par exemple un clou). Le courant peut également être augmenté pour rendre le magnétisme plus fort. L'électricien britannique William Sturgeon a inventé l'électro-aimant en 1825.
Un électro-aimant est utile car il peut être allumé et éteint facilement (à l'aide d'un courant électrique), alors qu'un aimant permanent ne peut pas être éteint et continuera à affecter son environnement immédiat.
Les différents alliages agissent différemment. Le fer cesse d'être un électro-aimant très rapidement, mais l'acier met du temps à s'user. Pour fabriquer un électro-aimant, on enroule un fil de cuivre autour d'une tige de fer. Les deux extrémités du fil sont reliées au côté + (positif) et - (négatif) de la batterie.
Les électro-aimants sont utilisés dans des objets de la vie quotidienne tels que les alarmes antivol, les relais électriques et les cloches d'incendie. Les moteurs électriques sont essentiellement des électro-aimants. Leur capacité à passer de l'état non magnétique à l'état magnétique simplement en faisant passer un courant électrique à travers eux permet de les utiliser dans de nombreux articles différents. Cette capacité est utilisée dans les relais.
Les électroaimants peuvent également être utilisés pour produire de l'électricité. Le mouvement de va-et-vient d'un aimant devant l'électro-aimant produit un courant électrique.
L'électroaimant attire les trombones lorsqu'il est alimenté en courant, créant ainsi un champ magnétique, et les perd lorsque le courant et le champ magnétique sont supprimés
Lorsque le courant passe à travers un fil, il crée un champ magnétique autour du fil. Ce champ est généralement très faible, de sorte qu'un seul fil ne produit pas un champ magnétique suffisamment puissant pour capter des objets métalliques. Sur cette image, "I" est le courant et "B" est le champ magnétique.
Pourquoi les électroaimants fonctionnent
Les électroaimants fonctionnent parce que lorsque l'électricité circule dans un fil, elle crée un champ magnétique autour du fil. La direction du champ magnétique peut être trouvée en utilisant la règle de droite. Cela signifie que si une personne pointe le pouce de sa main droite dans la direction du courant, le champ magnétique entoure le fil de la même manière que ses doigts l'entourent.
Le champ magnétique produit par un seul fil n'est généralement pas très fort. Pour fabriquer un électro-aimant, on enroule normalement le fil en plusieurs boucles afin que les champs de chaque morceau de fil s'additionnent pour former un champ magnétique plus fort.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce qu'un électro-aimant ?
R : Un électro-aimant est un aimant temporaire et artificiel qui n'est magnétique que lorsqu'il y a une bobine de fil parcourue par de l'électricité. La bobine de fil est appelée un solénoïde.
Q : Comment varie la force d'un électro-aimant ?
R : La force de l'aimant est proportionnelle au courant circulant dans le circuit, donc l'augmentation du courant rendra le magnétisme plus fort.
Q : Quelles sont les particules responsables de la création de l'électricité ?
R : L'électricité qui circule dans un fil est constituée de particules chargées négativement appelées électrons.
Q : Qui a inventé l'électroaimant ?
R : L'électricien britannique William Sturgeon a inventé l'électro-aimant en 1825.
Q : Qu'est-ce qui rend un électro-aimant utile par rapport aux aimants permanents ?
R : Un électro-aimant est utile car il peut être allumé et éteint facilement (à l'aide d'un courant électrique), alors qu'un aimant permanent ne peut pas être éteint et continuera à affecter son environnement immédiat.
Q : Comment fabrique-t-on un électro-aimant ?
R : Pour fabriquer un électro-aimant, un fil de cuivre est enroulé autour d'une tige de fer. Les deux extrémités du fil sont reliées au côté + (positif) et - (négatif) de la pile.
Q : Comment les différents alliages réagissent-ils différemment lorsqu'ils sont exposés à des champs électromagnétiques ?
R : Le fer cesse très rapidement d'être un électro-aimant, mais l'acier met du temps à s'user.
