Différence entre les aimants permanents et temporaires

Différence principale - aimants permanents et temporaires

Les aimants sont une partie extrêmement importante de notre vie quotidienne. Les aimants sont utilisés pour accrocher les portes et coller des notes sur les portes des réfrigérateurs, mais souvent, à notre insu, la plupart des aimants qui nous entourent se trouvent dans des circuits électriques sous la forme d'électroaimants. Les aimants utilisés sur les portes de réfrigérateur sont des aimants permanents, tandis que les aimants utilisés pour fabriquer des électroaimants sont généralement des aimants temporaires. le 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 existe un fort champ magnétique externe autour d'eux.

Quels sont les aimants permanents

Les aimants permanents sont des aimants qui conservent leur magnétisme sur de longues périodes. Les aimants permanents sont fabriqués en matériaux ferromagnétiques durs. Ils peuvent être magnétisés en les plaçant dans 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 de magnétisation 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), la magnétisation du matériau augmente rapidement. Lorsque le champ magnétique externe est inversé (la courbe supérieure), la magnétisation ne diminue pas de manière significative sur une plage plus large 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.

Quels sont les aimants temporaires

Les aimants temporaires peuvent également être magnétisés en les plaçant dans un champ magnétique externe. Le magnétisme du matériau dure aussi longtemps que le champ magnétique externe est activé et disparaît lorsque le champ magnétique externe disparaît. Les matériaux magnétiques temporaires comprennent à la fois les paramagnétiques et les ferromagnétiques doux.

Les atomes constituant les matériaux paramagnétiques n'ont pas leurs moments magnétiques alignés. Lorsqu'ils sont placés dans 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 à mesure que le champ magnétique externe augmente sur une plage étroite).

Les matériaux ferromagnétiques doux présentent également une hystérésis: toutefois, 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 beaucoup plus facilement leur aimantation lorsque le champ magnétique externe est réduit. Cependant, ils sont encore différents des matériaux paramagnétiques en ce qu'ils magnétisent spontanément.

Les matériaux ferromagnétiques doux, tels que le fer doux, sont utiles pour la construction de dispositifs ne nécessitant 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 à 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 fabriqué avec un matériau magnétique permanent. Dans certaines applications utilisant des champs magnétiques puissants (machines IRM, par exemple), il est important que les aimants puissent être désactivés (voir la vidéo ci-dessous!)

Différence entre les aimants permanents et temporaires

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

Aimants permanents  peut être magnétisé en les mettant dans un champ magnétique externe. Ils ne perdent pas leur aimantation sur une large gamme de champs magnétiques externes inversés ou lorsque le champ magnétique externe est désactivé.

Aimants temporaires peut également être magnétisé en plaçant le matériau dans un champ magnétique externe. Lorsque le champ magnétique externe est désactivé, le matériau perd son aimantation.

Type de materiel

Matériaux magnétiques permanents sont des matériaux dits ferromagnétiques durs.

Matériaux magnétiques temporaires sont des matériaux ferromagnétiques paramagnétiques ou doux.

Courtoisie d'image

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