Principes du magnétisme et électromagnétisme

Classification des substances magnétiques

• Substances ferromagnétiques : Elles sont fortement attirées par le champ magnétique (ex. : fer, étain, cobalt).
• Substances paramagnétiques : Elles sont faiblement attirées par un champ magnétique (ex. : plomb, argile, etc.).
• Substances diamagnétiques : Elles sont faiblement repoussées (ex. : cuivre, zinc, argent).

Théories du magnétisme

Théorie d'Ampère

Cette théorie stipule que les propriétés magnétiques sont dues à de faibles courants à l'intérieur du matériau. Tout courant électrique génère un champ magnétique.

Théorie des domaines

Les domaines sont des portions de matériau ferromagnétique qui se comportent comme des aimants. Chaque domaine est magnétisé et orienté de manière aléatoire dans le matériau. La zone d'influence d'un aimant est représentée par des flèches indiquant la direction du champ magnétique.

La température influe sur la force magnétique et l'aimantation : l'agitation thermique désordonne les molécules, annulant l'ordre magnétique. Oersted a constaté qu'un courant passant à travers un fil dévie une boussole, prouvant que le courant électrique crée un champ magnétique. Plus l'intensité du courant est élevée, plus la force magnétique est grande.

Applications de l'électromagnétisme

Le moteur électrique

Son fonctionnement repose sur l'interaction des champs électriques et magnétiques. Le conducteur doit être perpendiculaire au champ magnétique, ce qui produit une force provoquant la rotation.

Au XIXe siècle, Michael Faraday a découvert qu'un courant électrique peut être induit par un aimant mobile à proximité d'un conducteur. Ce phénomène est utilisé pour les générateurs électriques, les centrales hydroélectriques, les éoliennes, etc.

Électroaimants

Ces substances acquièrent un magnétisme lorsqu'elles sont soumises à un courant électrique et cessent de fonctionner à la coupure du courant. Ils sont utilisés dans les sonnettes, les téléphones, les haut-parleurs et les grues pour soulever la ferraille.

Le champ magnétique dans un conducteur s'additionne : lors de la rotation dans le même sens, les bobines forment un champ magnétique cumulé. Si du fer est introduit dans les bobines, le champ magnétique aimante le fer.