Q&R - Questions et réponses

Quelle est la différence entre un aimant permanent et un électroaimant?

Dans le cas d'un éléctroaimant, le champ magnétique est engendré par un courant électrique parcourant une bobine de fil de fer. Ce champ magnétique est renforcé par un noyau à fer doux. Dès que le courant est arrêté, le noyau à fer doux perd son aimantation.
Un aimant permanent est constitué d'un matériau ferromagnétique aimanté par un champ magnétique externe très puissant. A l'arrêt du champ magnétique externe, le matériau magnétiquement dur conserve une partie de son aimantation.
Note : Nous vendons dans notre magasin uniquement des aimants permanents et non des électro-aimants.
Table des matières

Des champs magnétiques (champs B) en général

Tous les champs magnétiques (champs B) sont produits par des mouvements de charges électriques, c'est-à-dire, par des courants électriques. Un seul électron en mouvement engendre un champ magnétique.

Des électroaimants

Un fil de fer traversé par un courant (électrons en mouvement) engendre un champ magnétique. La force du champ magnétique dépend de l'intensité du courant ainsi que de la forme du fil. En principe, tout fil traversé par un courant constitue un électroaimant.
La flèche orange montre dans le sens conventionnel du courant. Pour des raisons historiques, il est opposé au sens du mouvement des électrons.

Des bobines

Si l'on forme un cercle avec un fil traversé d'un courant, un champ magnétique avec des pôles est engendré (voir image). Un courant circulaire produit donc un aimant possédant un pôle nord et un pôle sud.
Dans le cas d'un électroaimant courant, le fil est enroulé de façon à former une bobine, appelée également solénoïde.
Une bobine de fil de fer avec pôle nord et pôle sud
Une bobine de fil de fer avec pôle nord et pôle sud
Noyau de fer doux (gris) avec bobine (orange)
Noyau de fer doux (gris) avec bobine (orange)

Noyau de fer doux

Un noyau de fer doux est souvent placé à l'intérieur d'un électroaimant pour renforcer son champ magnétique. En effet, le champ magnétique à l'intérieur de la bobine aimante le noyau de fer doux, c'est-à-dire, il en fait un autre aimant. Une fois l'électricité éteinte, le noyau de fer doux perd son aimantation. Cela permet d'allumer et d'éteindre l'aimant.

Du fer magnétiquement doux et du fer magnétiquement dur

L'appellation "magnétiquement doux" vient du fait que le fer qui est mécaniquement doux perd son aimantation tandis que le fer enrichi en carbone et qui est mécaniquement dur (acier) garde une partie de son aimantation. On parle de rémanence (du latin "remanere", rester). Des matériaux possédant une rémanence élevée sont des matériaux "magnétiquement durs".
Des solénoïdes parcourus par un courant aimantent des aimants permanents, comme nos aimants Supermagnete, qui sont tous en matériaux magnétiquement durs.

Aimants permanents

Le spin de l'électron: un aimant microscopique
Le spin de l'électron: un aimant microscopique

Le spin de l'électron

Des champs magnétiques d'aimants permanents sont également engendrés par des courants. Mais il ne s'agit pas de courants macroscopiques où les particules chargées se propagent dans le même sens mais de courants électriques microscopiques. Dans le cas du ferromagnétisme, ces courants microscopiques sont engendrés par la rotation de certains électrons sur eux-mêmes (spins des électrons). Le spin de l'électron peut être considéré comme courant circulaire microscopique.

La force des aimants permanents et des électroaimants

La force du champ magnétique dépend du matériau du noyau, du nombre d'enroulements du solénoïde ainsi que de l'intensité du courant. Si l'intensité est assez élevée, un électroaimant peut engendrer un champ magnétique beaucoup plus puissant qu'un aimant permanent.
A gauche : un aimant permanent avec des lignes de champ.
A droite : un électroaimant avec source de courant (gauche), solénoïde (orange) et noyau de fer doux (milieu).
A gauche : un aimant permanent avec des lignes de champ.
A droite : un électroaimant avec source de courant (gauche), solénoïde (orange) et noyau de fer doux (milieu).