Propriétés magnétiques de la matière pour les débutants
Bien que toutes les substances ne puissent pas être fabriquées aimant permanent, toutes les substances placées dans un champ magnétique externe deviennent magnétisées d'une manière ou d'une autre. Certaines des substances sont plus magnétisées, et certaines sont si faibles qu'elles ne peuvent pas être vues sans dispositifs spéciaux.
Lorsque nous disons "la substance est magnétisée", nous entendons le fait que la substance elle-même est devenue une source de champ magnétique en raison de l'effet d'un champ magnétique externe sur elle. C'est-à-dire que les paramètres du vecteur d'induction magnétique B en présence de cette substance dans un espace donné ne correspondent pas au vecteur d'induction magnétique B0 dans le vide, si la substance est absente.
En relation avec ce phénomène, un concept tel que perméabilité magnétique de la matière... Ce paramètre de la substance montre combien de fois la magnitude du vecteur d'induction magnétique B dans une substance donnée est supérieure à celle dans le vide à la même force du champ magnétique appliqué H.
La nature de la réaction à un champ magnétique externe détermine les propriétés magnétiques de la substance, qui dépendent de l'agencement de la structure interne de ces substances. Ainsi, trois classes de substances aux propriétés magnétiques prononcées peuvent être distinguées (ces substances sont appelées aimants): les ferromagnétiques, les paramagnétiques et les diamagnets.
Les ferromagnétiques et le point de Curie
Pour les ferromagnétiques, la perméabilité magnétique est bien supérieure à l'unité. Les ferromagnétiques comprennent, par exemple, le fer, le nickel et le cobalt. À partir d'eux, comme vous pouvez facilement le voir, les aimants permanents sont le plus souvent fabriqués. Il convient de noter ici que la perméabilité magnétique des ferromagnétiques dépend de l'induction magnétique du champ magnétique externe.
La caractéristique principale des ferromagnétiques est qu'ils sont caractérisés par un magnétisme résiduel, c'est-à-dire qu'une fois magnétisé, le ferromagnétique le reste même après que la source du champ magnétique externe est éteinte.
Mais si un ferromagnétique magnétisé est chauffé à une certaine température, il se démagnétisera à nouveau. Cette température critique est appelée point de Curie ou température de Curie, c'est la température à laquelle une substance perd ses propriétés ferromagnétiques. Pour le fer, le point de Curie est de 770°C, pour le nickel de 365°C, pour le cobalt de 1000°C. Si vous prenez un aimant permanent et que vous le chauffez à la température de Curie, il cesse d'être un aimant.
Para-aimants
Un certain nombre de substances maintenues dans un champ magnétique externe comme le fer, c'est-à-dire magnétisées dans la direction du champ magnétisant et attirées par celui-ci, sont appelées paramagnétiques.Leur perméabilité magnétique est légèrement supérieure à l'unité, son ordre est de 10-6... La perméabilité magnétique des paramagnétiques dépend également de la température et diminue avec l'augmentation.
En l'absence de champ magnétique externe, les paramagnétiques n'ont pas d'aimantation résiduelle, c'est-à-dire qu'ils n'ont pas de champ magnétique propre. Les aimants permanents ne sont pas fabriqués à partir de paramagnétiques. Les paramagnétiques comprennent, par exemple : l'aluminium, le tungstène, l'ébonite, le platine, l'azote.
Diamagnétisme
Mais parmi les aimants, il existe également des substances qui sont magnétisées contre un champ magnétique externe qui leur est appliqué. Ils sont dits diamagnétiques. La perméabilité magnétique des diamagnets est légèrement inférieure à l'unité, son ordre est de 10-6.
La perméabilité magnétique des diamagnets ne dépend pratiquement pas de l'induction du champ magnétique qui leur est appliqué, ni de la température.Lorsque le diamagnet est retiré du champ magnétique magnétisant, il est complètement démagnétisé et ne porte pas son propre champ magnétique.
Les diamants comprennent, par exemple : le cuivre, le bismuth, le quartz, le verre, le sel gemme. Les diamants idéaux sont appelés supraconducteurs, puisque le champ magnétique externe ne les pénètre pas du tout. Cela signifie que la perméabilité magnétique du supraconducteur peut être considérée comme nulle.
Voir également: Quelle est la différence entre les aimants artificiels et naturels ?