Les aimants, tels que les jouets collés à votre réfrigérateur ou les fers à cheval qui vous ont été montrés à l'école, ont des caractéristiques inhabituelles. De plus, ils ont des poteaux.
Zoomez sur deux aimants. Le pôle sud d'un aimant sera attiré par le pôle nord d'un autre. Le pôle nord d'un aimant repousse le pôle nord de l'autre.
Courant magnétique et électrique
Le champ magnétique est généré par le courant électrique, c'est-à-dire les électrons en mouvement. Les électrons se déplaçant autour d'un noyau atomique portent une charge négative. Le mouvement dirigé de charges d'un endroit à un autre est appelé courant électrique. Un courant électrique forme un champ magnétique autour de lui.
Ce champ, avec ses lignes de force, comme une boucle, couvre le chemin du courant électrique, comme une arche qui se dresse au-dessus de la route. Par exemple, lorsqu'une lampe de bureau est allumée et que le courant circule dans les fils de cuivre, c'est-à-dire que les électrons du fil sautent d'atome en atome et qu'un faible champ magnétique se crée autour du fil. Dans les lignes de transmission à haute tension, le courant est beaucoup plus fort que dans une lampe de table, donc un champ magnétique très fort se forme autour des fils de ces lignes. Ainsi, l'électricité et le magnétisme sont les deux faces d'une même pièce - l'électromagnétisme.
Mouvement électronique et champ magnétique
Le mouvement des électrons à l'intérieur de chaque atome crée un minuscule champ magnétique autour de lui.Un électron se déplaçant en orbite forme un champ magnétique semblable à un vortex. Mais la majeure partie du champ magnétique est créée non pas par le mouvement d'un électron dans son orbite autour du noyau, mais par le mouvement de l'électron autour de son axe, le soi-disant spin d'électrons. Le spin caractérise la rotation d'un électron autour de son axe, comme le mouvement d'une planète autour de son axe.
Pourquoi les matériaux sont aimantés et non aimantés
Dans la plupart des matériaux, tels que les plastiques, les champs magnétiques des atomes individuels sont orientés de manière aléatoire et s'annulent mutuellement. Mais dans des matériaux comme le fer, les atomes peuvent être orientés de manière à ce que leurs champs magnétiques s'additionnent, de sorte qu'une pièce d'acier est magnétisée. Les atomes dans les matériaux sont connectés en groupes appelés domaines magnétiques. Les champs magnétiques d'un domaine séparé sont orientés dans une direction. Autrement dit, chaque domaine est un petit aimant.
Différents domaines sont orientés dans une grande variété de directions, c'est-à-dire désordonnés, et étouffent les champs magnétiques les uns des autres. Par conséquent, une bande d'acier n'est pas un aimant. Mais si nous parvenons à orienter les domaines dans une direction, afin que les forces des champs magnétiques s'additionnent, alors méfiez-vous! La bande d'acier deviendra un aimant puissant et attirera tout objet en fer d'un clou vers le réfrigérateur.
Fait intéressant: le minerai de fer magnétique magnétique est un aimant naturel. Mais encore, la plupart des aimants sont fabriqués artificiellement.
Comment les aimants
Quelle force peut forcer les atomes à former une ligne élancée pour former un grand domaine? Placez la bande d'acier dans un champ magnétique puissant.Progressivement, l'un après l'autre, tous les domaines tourneront dans le sens du champ magnétique appliqué. À mesure qu'ils tournent, les domaines attireront d'autres atomes dans ce mouvement, augmentant de taille, gonflant littéralement. Ensuite, les domaines à orientation identique se connecteront, et maintenant, s'il vous plaît, la bande d'acier transformée en aimant.
Vous pouvez le démontrer à vos camarades avec un clou en acier ordinaire. Mettez l'ongle dans le champ magnétique d'un grand aimant en fer à cheval. Maintenez-le là pendant plusieurs minutes jusqu'à ce que les domaines des ongles s'alignent dans la bonne direction. Dès que cela se produit, l'ongle deviendra brièvement un aimant. Avec lui, vous pouvez même ramasser des épingles tombées du sol.
