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Les matériaux aimantables

Vous avez sans doute déjà remarqué que les aimants n'attirent pas seulement les aimants. Ils se collent également très bien à certains métaux (pas tous !) et notamment au fer. Comment cela se fait-il ? C'est parce que la présence d'un aimant transforme le fer en aimant. Le fer acquiert une aimantation.

En fait, les atomes du fer se comportent tous comme de petits aimants. En temps normal, ils sont tous orientés n'importe comment, donc si vous prenez un morceau de fer, il ne se comporte pas du tout comme un aimant. Mais si vous approchez un vrai aimant (on dit aimant permanent) d'un morceau de fer, les petits aimants du fer s'orientent tous dans la direction des lignes de champ magnétique : du coup, le fer se comporte comme un aimant, car tous ses atomes sont bien orientés. Or les aimants s'attirent : donc le fer et l'aimant s'attirent, parce que quand un aimant permanent est présent, il apparaît ce qu'on appelle une aimantation induite temporaire dans le fer, et le fer se transforme donc en aimant.

Un exemple : prenez deux trombones en métal et un aimant. Prenez un trombone, et voyez comme il se plaque sur l'aimant. Mettez le à la verticale par rapport à l'aimant, vers le bas, bien sûr, c'est plus facile. Vous allez voir qu'il est maintenant capable lui aussi de coller au deuxième trombone ! C'est donc bien que l'aimant transforme provisoirement le premier trombone en aimant, qui a son tour est capable de transformer le second en aimant et de l'attirer !

L'aimantation est créée par le champ magnétique de l'aimant. Et en général, elle disparaît quand l'aimant n'est plus là. Je dis en général, car ça n'est pas toujours vrai. Justement, avec certains matériaux, une fois qu'il n'y a plus d'aimant, le matériau conserve lui aussi une aimantation : il est donc devenu capable d'attirer d'autres morceaux de ce même matériau, puisqu'il est devenu un aimant permanent. Essayez avec des morceaux de métal, comme le fer.

Donc les aimants sont capables d'attirer autre chose que des aimants permanents : tous les matériaux dits aimantables, parce qu'ils se transforment en aimants en présence d'un champ magnétique.

C'est pour cela aussi qu'au milieu des électro-aimants (qui sont des bobines de fil générant un champ magnétique comme celui d'un aimant lorsqu'un courant les traverse) on met un noyau de fer doux : c'est une barre aimantable. Lorsque le courant circule dans la bobine, le champ créé aimante le fer, qui se transforme en aimant. Le champ magnétique du fer et celui de la bobine s'ajoutant, l'aimant obtenu est ainsi très puissant.

Mais les champs magnétiques ont d'autres effets que l'aimantation... et plus particulièrement, , ils peuvent agir sur les électrons, et donc sur le courant électrique !