Différence principale - Aimants permanents et temporaires

Les aimants sont une partie extrêmement importante de notre vie quotidienne. Les aimants sont utilisés dans les attrape-portes et pour coller des notes sur les portes des réfrigérateurs, mais souvent, à notre insu, la plupart des aimants qui nous entourent sont dans des circuits électriques sous forme d'électro-aimants. Le type d'aimants sur les portes de réfrigérateur sont des aimants permanents, tandis que les aimants utilisés pour fabriquer des électro-aimants sont généralement des aimants temporaires. Les différence principale entre les aimants permanents et temporaires est que les aimants permanents ne nécessitent pas de champ magnétique externe pour rester magnétisés tandis que, les aimants temporaires ne restent magnétisés que tant qu'il y a un fort champ magnétique externe autour d'eux.

Que sont les aimants permanents

Les aimants permanents sont des aimants qui conservent leur magnétisme sur de longues périodes de temps. Les aimants permanents sont constitués de matériaux ferromagnétiques durs. Ils peuvent être magnétisés en les plaçant à l'intérieur d'un champ magnétique externe. Les matériaux ferromagnétiques présentent une hystérésis: lorsque le champ magnétique externe est progressivement inversé, le matériau résiste à la démagnétisation sur une plus longue plage d'intensités de champ magnétique externe. Ceci est résumé dans la courbe de magnétisation ci-dessous:

Courbe d'aimantation pour un matériau ferromagnétique

L'axe horizontal donne la taille du champ magnétique externe, l'axe vertical donne l'aimantation. Notez que lorsque le champ magnétique externe augmente autour de

(suivre la courbe du bas), l'aimantation du matériau augmente rapidement. Lorsque le champ magnétique externe est inversé (courbe du haut), l'aimantation ne diminue pas de manière significative sur une plus grande plage de champs magnétiques réduits ou inversés. Ce comportement est typique d'un matériau ferromagnétique dur. Les matériaux ferromagnétiques durs comprennent l'aluminium, le cobalt et l'acier.

Que sont les aimants temporaires

Les aimants temporaires peuvent également être magnétisés en les plaçant à l'intérieur d'un champ magnétique externe. Le magnétisme du matériau dure tant que le champ magnétique externe est activé et disparaît lorsque le champ magnétique externe disparaît. Les matériaux magnétiques temporaires comprennent à la fois des para-aimants et des ferroaimants doux.

Les atomes qui composent les matériaux paramagnétiques n'ont pas leurs moments magnétiques alignés les uns avec les autres. Lorsqu'ils sont placés à l'intérieur d'un champ magnétique externe, les moments magnétiques des atomes s'alignent avec le champ magnétique externe, magnétisant le matériau. Les matériaux ferromagnétiques sont différents des matériaux paramagnétiques en ce que leur aimantation est spontanée (leur aimantation augmente rapidement lorsque le champ magnétique externe augmente sur une plage étroite).

Les matériaux ferromagnétiques doux présentent également une hystérésis: cependant, leurs boucles d'hystérésis ont tendance à être beaucoup plus étroites que celles des matériaux ferromagnétiques durs, ce qui signifie que les matériaux ferromagnétiques doux perdent leur aimantation beaucoup plus facilement lorsque le champ magnétique externe est réduit. Cependant, ils sont toujours différents des matériaux paramagnétiques en ce sens qu'ils magnétisent spontanément.

Les matériaux ferromagnétiques doux, tels que le fer doux, sont utiles pour la construction de dispositifs qui ne nécessitent pas d'aimants permanents. Dans les transformateurs, lorsque le courant circule dans les bobines enroulées autour du «noyau» en fer doux, le noyau devient magnétisé et conduit le champ magnétique vers l'autre bobine du transformateur. Afin de produire un courant alternatif, la direction du champ magnétique à travers le noyau doit changer périodiquement. Ceci est très difficile à réaliser si le noyau avait été constitué d'un matériau magnétique permanent. Dans certaines applications qui utilisent des champs magnétiques puissants (machines IRM, par exemple), il est important que les aimants puissent être éteints (voir la vidéo ci-dessous !)

Différence entre les aimants permanents et temporaires

Dépendance de la magnétisation à la présence d'un champ extérieur

Aimants permanents peuvent être magnétisés en les plaçant dans un champ magnétique externe. Ils ne perdent pas leur magnétisation sur une large plage de champs magnétiques externes inversés ou lorsque le champ magnétique externe est éteint.

Aimants temporaires peut également être magnétisé en plaçant le matériau à l'intérieur d'un champ magnétique externe. Lorsque le champ magnétique externe est coupé, le matériau perd son aimantation.

Type de materiel

Matériaux magnétiques permanents sont des matériaux ferromagnétiques dits durs.

Matériaux magnétiques temporaires sont des matériaux paramagnétiques ou ferromagnétiques doux.

Image de courtoisie

"La boucle d'hystérésis principale et la courbe d'aimantation initiale calculées à l'aide de la théorie de Stoner-Wohlfarth pour un système isotrope d'aimants à domaine unique identiques." par RockMagnetist (Travail personnel) [CC0 1.0], via Wikimedia Commons