Le magnétisme (Sciences & Techniques)

« (voir plus loin) et de l'antiferromagnétisme au début des années 1930. L'aimantation Une substance en fer ou en acier placée dans un champ magnétique devient elle-même un aimant.

Ce phénomène, appeléaimantation, n'a été expliqué qu'au XXe siècle.

Dans une substance, les atomes portent des charges électriques en mouvement,les électrons, qui constituent donc de petits aimants ; les atomes sont ainsi caractérisés par des moments magnétiques.

Lesboucles de courant dues au mouvement des électrons autour du noyau atomique sont orientées de façon aléatoire, de sorte que,globalement, le matériau ne présente pas de propriétés magnétiques.

Lorsque le corps est placé dans un champ magnétiquesuffisamment grand, la plupart des boucles de courant (aimants) tendent à prendre une orientation préférentielle, créant ainsi, àl'échelle macroscopique, un champ magnétique : le matériau est alors aimanté.

Les matériaux ferreux qui exercent une attractionsur les corps en fer sont appelés aimants permanents, même s'ils ne conservent leurs propriétés magnétiques que pendant untemps plus ou moins long.

Un aimant permanent sous forme de barreau subit une force due à l'attraction magnétique terrestre, quioriente une extrémité de l'aimant dans la direction nord, et l'autre extrémité vers le sud.

La première extrémité est appelée pôlesud, la seconde est le pôle nord de l'aimant. Le champ magnétique Le champ magnétique est une grandeur vectorielle qui représente l'influence magnétique d'un aimant ou de courants électriquessur leur environnement.

Il est caractérisé par un vecteur, noté B , dont la norme s'exprime en teslas, de symbole T.

Par exemple, le champ magnétique du coeur humain est de 10 -10 T, intensité très faible.

Le champ magnétique peut être représenté par ce que l'on appelle des lignes de champ, courbes orientées qui sont telles que le vecteur champ magnétique leur est tangent en tout point.L'orientation des lignes de champ, du pôle nord au pôle sud de l'aimant, indique le sens du champ.

Les lignes de champ ne secoupent jamais ; plus elles sont serrées, plus le champ magnétique correspondant est intense.

On détermine facilement l'allure deslignes de champ d'un aimant en plaçant à proximité de ce dernier de la limaille de fer.

En effet, cette dernière s'aimante et se placele long des lignes de champ.

On peut également se servir d'une boussole, petit aimant qui tend à s'orienter selon les lignes dechamp.

Il suffit de disposer la boussole au voisinage de l'aimant et de noter la direction que prend la boussole ; on en déduit alorsla structure des lignes de champ. Une particule chargée, de charge q, se déplaçant à une vitesse v dans un champ magnétique B est soumise à l'action de la force magnétique qui s'exprime de la façon suivante : F = q.

v ^ B La force magnétique est donc perpendiculaire à la direction du mouvement de la particule et à celle du champ. Un élément de circuit électrique de longueur dl, parcouru par un courant d'intensité I et placé dans un champ magnétique B est soumis à une force, dite force de Laplace, donnée par : F = I.

d l ^ B Le magnétisme terrestre Vers l'an 1600, William Gilbert, le premier médecin de la reine Élisabeth Ire d'Angleterre, montra que la Terre se comportecomme un énorme aimant, ce qui explique pourquoi l'aiguille d'une boussole prend approximativement la direction du nordgéographique.

En effet, la Terre, comme certaines autres planètes et certaines étoiles, présente un champ magnétique, résultant dedeux composantes : une d'origine interne, l'autre d'origine externe.

Le champ magnétique propre de la Terre, ou champgéomagnétique, est dû à la composition du noyau (coeur de la planète).

Des études sismiques ont montré que ce derniercomporte deux parties : un noyau solide, au centre, entouré d'une partie liquide, essentiellement constituée de fer et de nickel enfusion.

Il semble que le champ magnétique propre de la Terre soit engendré par le mouvement permanent de ces métaux enfusion.

D'après la théorie dite de la dynamo, la partie liquide du noyau de fer est le siège de forts courants de convection, créantainsi un champ magnétique, qui peut être modélisé par un barreau aimanté situé au coeur de la Terre et faisant un angle de 11°avec l'axe de rotation de la planète.

La composante externe du champ magnétique terrestre est engendrée par les courantsélectriques qui circulent autour de notre planète dans l'ionosphère et la magnétosphère.

L'intensité du champ magnétique terrestrevarie selon la position où l'on se trouve sur la Terre.

Aux latitudes moyennes, elle vaut environ 5.10 -5 T.

Les pôles magnétiques de la Terre sont décalés par rapport à ses pôles géographiques, c'est-à-dire les pôles Nord et Sud.

En outre, l'emplacement des. »