L’aimant permanent était, depuis plusieurs années, le seul type d’aimant pouvant attirer des métaux. Mais depuis 1823, une nouvelle forme d’aimant a vu le jour. Reconnue pour ses propriétés, cette dernière constitue un élément très utilisé dans plusieurs domaines et industries dans le monde. Si vous voulez réaliser des projets, il est important de savoir différencier ces deux types aimants. Comment les distinguer ?
Un aimant permanent est un corps fait à base de matériau magnétique. Il a la capacité d’attirer d’autres corps ferromagnétiques tels que le fer, le cobalt et le nickel. Il se caractérise par deux paramètres, à savoir : la rémanence et la coercivité. Plus ils sont grands, plus l’aimant est capable d’exercer une force d’attraction sur les matériaux ayant des propriétés ferromagnétiques.
Les aimants permanents sont utilisés dans certains domaines.
Ils sont très recherchés en électronique et en électro-acoustique. Ces derniers servent à la fabrication des téléphones portables, des microphones, des magnétophones et des magnétoscopes.
En électrochimie, on les retrouve dans les moteurs de joues, les horloges, les générateurs, les interrupteurs, les vannes et les alternateurs.
À part ces domaines, les aimants permanents interviennent dans certains appareils de mesure comme les ampèremètres, les voltmètres, les galvanomètres, et même les compteurs électriques. Les industries mécaniques ont également recours à ses propriétés pour le fonctionnement de leurs machines.
Les aimants permanents ont deux pôles en leur sein pour attirer les objets ferromagnétiques : le pôle nord et le pôle sud. Les aimants de pôle contraires s’attirent tandis que ceux de pôle identique se repoussent. On parle alors des phénomènes d’attraction et de répulsion.
Un électro aimant est un composant qui convertit l’énergie électrique en énergie magnétique. Il ne fonctionne que s’il est traversé par un courant électrique. Il est essentiellement constitué d’une bobine de fil conducteur et un noyau en ferrite doux. Ce dernier, encore appelé cœur magnétique, permet d’orienter les lignes de champ magnétique.
Tout comme les aimants permanents, les électro aimants sont beaucoup utilisés dans les industries et dans le domaine de l’automatisme. On peut les retrouver dans certains appareils comme les moteurs électriques, les générateurs, les télévisions, les disques durs et les microscopes électroniques. Ils apparaissent aussi dans des systèmes de sécurité. Voici quelques applications diverses des électro aimants.
Il existe de puissants électro aimants, capables de soulever une grande quantité de métaux et de faire le tri de tous types de déchets métalliques.
Les électro aimants sont utilisés ici pour mener des recherches scientifiques sur les accélérateurs de particules.
À ce niveau, les électro aimants représentent les moteurs des automobiles fonctionnant avec un calculateur électronique.
Certains dispositifs de sonorisation comme les haut-parleurs sont constitués d’électro aimants. Ce dernier leur sert de moteur.
Les appareils tels que les magnétophones et les magnétoscopes fonctionnent grâce à un électro aimant. Il permet d'aimanter les particules métalliques.
L’électro aimant sert à garder la porte fermée lorsque le courant électrique le traverse.
Il existe également des locomotives allemandes comme le train à lévitation, fonctionnant avec des électro aimants.
Le principe de fonctionnement d’un électro aimant est simple. En faisant passer le courant électrique dans la bobine du fil conducteur de l’électro aimant, un champ magnétique se crée. Ce dernier va ensuite attirer le noyau comme un aimant. L’électro aimant va alors transformer l’énergie électrique en énergie magnétique. Lorsque le courant électrique disparaît, le noyau ne bouge plus et le champ magnétique disparaît également. Il est possible d’augmenter l’aimantation d’un électro aimant. Il suffit d’augmenter le nombre d’enroulements de la bobine.
Pour fabriquer un électro aimant, vous devez d’abord vous munir :
Le diamètre de la bobine de fil de cuivre doit être grand et très flexible pour réaliser l’enroulement. Après avoir constitué vos équipements, vous devez suivre une démarche pour la réalisation.
Prenez quelques longueurs de fil de cuivre (5 cm au minimum) puis enroulez ce dernier sur votre noyau de fer. Cela peut être un clou ou un tournevis. Vous devez toujours enrouler dans le même sens pour éviter les interactions électriques.
Après avoir enroulé le fil de cuivre, mettez en contact un bout du fil avec n’importe quel pôle de votre alimentation électrique. Scotchez le tout avec votre ruban. Le circuit est maintenant ouvert.
Soulevez un des trombones avec votre dispositif lorsque le circuit est ouvert. Faites la même opération en fermant désormais le circuit. Vous remarquerez que les autres trombones vont se soulever comme par magie. Ce phénomène est dû au champ magnétique créé lorsque vous avez fermé le circuit. En augmentant le fil de cuivre autour du noyau, le champ magnétique créé augmente aussi. Vous pouvez ainsi attirer plus d’objets ferromagnétiques.
Vous savez à présent comment fabriquer un électro aimant. Vous pouvez essayer de réaliser cette expérience chez vous. Les composants sont simples et faciles à trouver sur le marché.
Il peut arriver qu’au cours de votre réalisation, vous créiez un court-circuit après le passage du courant. Cela peut être causé par un composant défaillant ou une mauvaise manipulation dans le processus. Pour éviter prochainement ces genres d’erreurs, vous devez connaître au préalable l’intensité du courant qui traversera le circuit. Il faut également déterminer la résistance des bobines de fil de cuivre pour connaître le nombre d’enroulements nécessaires pour le dispositif.
Il existe plusieurs manières de contrôler un électro aimant. Vous pouvez utiliser un programme Arduino accompagné pour faire fonctionner votre dispositif. Vous aurez besoin d’une carte Arduino, d’un fil de cuivre, d’un noyau en fer ou en acier et d’un pont moteur. Pour alimenter le circuit, une pile de 1.5 V est déjà suffisante. Le codage et le câblage des composants sont simples à réaliser.
Pour contrôler un électro aimant sur des appareils à haute tension, vous devez prendre certaines précautions pour éviter les risques d’électrocution. Tout d'abord, coupez le courant avant démarrage des travaux. Vérifiez ensuite si l’appareil n’est pas branché.
La première différence à retenir est que l’électro aimant ne fonctionne qu’avec le courant électrique, contrairement à l’aimant permanent. Le magnétisme d’un électro aimant s’intensifie en fonction du noyau utilisé, du nombre d’enroulements et de l’alimentation électrique. Il s’arrête lorsqu’il n’y a plus de courant électrique dans le circuit.
Quant à l’aimant permanent, il garde toujours une partie de son aimantation, même en l’absence de courant électrique. Ses propriétés font également de lui un électro aimant avec un courant continu.
En conclusion, les aimants permanents et les électro aimants possèdent chacun des caractéristiques spécifiques. Sur le marché, il existe une gamme de variétés d’aimants. Vous trouverez des aimants faits à base de ferrite ou de néodyme avec des propriétés isotropes. C’est-à-dire n’ayant pas un sens de magnétisation précis.