Chapitre 5 - Le Magnétisme - Secondaire PDF

4­ Le magnétisme: Déf: aimant: est un objet capable d'attirer les objets contenant du fer, nickel ou cobalt. Déf: magnétisme: est l'ensemble des phénomènes provoqués par les aimants. 4.1­ Les aimants: Le fer peut être aimanté car il possède des domain...

4­ Le magnétisme: Déf: aimant: est un objet capable d'attirer les objets contenant du fer, nickel ou cobalt. Déf: magnétisme: est l'ensemble des phénomènes provoqués par les aimants. 4.1­ Les aimants: Le fer peut être aimanté car il possède des domaines qui sont en soit de petit aimant du à la rotation des électrons sur eux­même (spin). Les domaines sont répartis de façon aléatoire mais lorsque placé dans un champs magnétique ils s'alignent tous de la même façon et ainsi forme un aimant réel. 1 Nous verrons le documentaire Magnetic Storm de la BBC où il sera question du champ magnétique terrestre et de son utilité et sa variation. 2 Les forces d'attraction et de répulsion magnétiques: Lorsque l'on brise un aimant il garde son alignement magnétique. Un aimant a toujours deux pôles: un nord et un sud. Le monopôle n'existe pas! (pour l'instant!) Déf: Pôle nord: d'un aimant est l'extrémité qui s'oriente naturellement vers le pôle magnétique de la Terre situé près du pôle Nord géographique. L'autre extrémité de l'aimant constitue son Pôle sud. 3 4.2­ Les champs magnétiques: Déf: Champ magnétique: correspond à la région de l'espace dans laquelle la force magnétique d'un aimant peut agir sur un autre aimant. 4 4.3 La magnétisation de la matière: Déf: Substance ferromagnétique: est une substance ayant la capacité d'acquérir des propriétés magnétiques. Les substances ferromagnétiques sont: Fer, nickel, cobalt Ces substances peuvent être magnétisé si elles sont dans un champ magnétique, mais elles perdront leurs qualités magnétique si ont les éloignent du champ. Déf: Rémanence magnétique: est une propriété qui décrit la capacité d'un matériau d'acquérir et de conserver ses propriétés magnétiques. Ont peut démagnétiser un aimant en le frappant fort, en le chauffant à très haute température ou en le plaçant dans un champ magnétique fort de polarité opposé. Aimant permanent possède une forte rémanence magnétique. Aimant temporaire possède une faible rémanence magnétique. 5 5­ L'Électromagnétisme: Déf: Électromagnétisme: est l'ensemble des phénomènes résultants de l'interaction entre l'électricité et le magnétisme. 5.1­ La magnétisation par l'électricité: En 1819, le scientifique Danois Hans Christian Oersted (1777­1851) a découvert une relation entre le courant électrique et le magnétisme. Les électrons qui se déplacent gérèrent un champ magnétique. Pour se représenter le champ magnétique on utilise les deux règles de la main droite. Pour ce faire il est essentiel d'utiliser le COURANT CONVENTIONNEL. (Rappel : courant conventionnel: + ­) Convention en deux dimensions: Courant entrant: Pensez à une flèche qui s'éloigne de vous! Courant sortant: Pensez à la pointe d'une flèche qui s'approche de vous! 6 7 Champ magnétique d'un solénoïde: Déf: Solénoïde: est constitué d'un fil conducteur enroulé en plusieurs boucles et parcouru par un courant électrique. Les solénoïdes sont des électroaimants. Un électroaimant est un aimant qui peut être actif ou inactif ( on / off ) 3 différences entre un aimant et un électroaimant: i. un aimant est aimanté constamment, un électroaimant peut être allumé ou éteint. ii. un aimant a des polarités fixent qui ne peuvent pas changer, les polarités d'un solénoïde peuvent être inversé. iii. l'intensité d'un aimant est fixe, l'intensité d'un solénoïde peut varier si on change le courant qui le traverse. 8 Exemple 1: Où se trouve les pôles magnétiques de ce solénoïde? Trace son champ magnétique. 9 Les électroaimants: On peut augmenter la force d'un électroaimant : ­ en augmentant l'intensité du courant qui passe au travers. ­ en ajoutant de nouvelles boucles. ­ en utilisant un noyau dont la rémanence magnétique est faible mais qui est fait d'une substance ferromagnétique. Notez qu'il n'est pas toujours facile d'ajouter de nouvelles boucles puisqu'en général un solénoïde est de forme finis. Un excellent exemple d'électroaimant est la grue à aimant utilisé dans les cours à 'scrap'... 10 L'induction électromagnétique: Déf: Induction électromagnétique: consiste à générer un courant électrique dans un conducteur en faisant varier un champ magnétique par rapport à ce conducteur. 11 Il existe deux façon de générer un courant à partir de l'induction électromagnétique: ­ en déplaçant un conducteur à l'intérieur d'un champ magnétique, ­ en déplaçant un aimant autour d'un conducteur. C'est Hans Christian Oersted qui en a fait la découverte. C'est d'ailleurs à la base du principe utilisé par Hydro­Québec pour générer son électricité: Ils utilisent un rotor et un stator. 12 13