Le champ magnétique est un phénomène très intéressant. Actuellement, ses propriétés ont trouvé une application dans de nombreux domaines. Savez-vous quelle est la source du champ magnétique ? Après avoir lu l'article, vous le saurez. De plus, nous parlerons de certains faits liés au magnétisme. Commençons par l'histoire.
Un peu d'histoire
Le magnétisme et l'électricité ne sont en aucun cas deux phénomènes différents, comme on l'a longtemps cru à tort. Leur relation n'est devenue claire qu'en 1820, lorsque le scientifique danois Hans Christian Oersted (1777-1851) a montré qu'un courant électrique circulant dans un fil dévie une aiguille de boussole. Le courant crée toujours un champ magnétique. Peu importe où il coule - entre le nuage et la terre sous forme d'éclair ou dans le muscle de notre corps.
Même dans les temps anciens, les gens ont essayé de découvrir quelle est la source du champ magnétique. De plus, les découvertes faites ont été appliquées dans la pratique. Le magnétisme a été observé et utilisé (en particulier à des fins de navigation) des milliers d'années avant d'être élucidé.nature de l'électricité, et il a trouvé des applications pratiques. Ce n'est que lorsqu'on a appris que la matière était composée d'atomes qu'il a finalement été établi que le magnétisme et l'électricité étaient interconnectés. Partout où le magnétisme est observé, il doit toujours y avoir une sorte de courant électrique présent. Cependant, cette découverte n'était que le début de nouvelles recherches.
Qu'est-ce qui détermine la manifestation des propriétés magnétiques des matériaux en l'absence de toute source de courant externe ? Le mouvement des électrons qui créent des courants électriques dans les atomes. C'est ce type de magnétisme que nous allons considérer ici. Nous avons brièvement décrit la source du champ magnétique de Foucault (courant alternatif).
Magnétite et autres matériaux
La capacité d'attirer le fer et les matériaux contenant du fer est observée dans la nature dans un minéral intéressant. Nous parlons de magnétite, l'un des composés chimiques du fer. Une sorte de celui-ci a probablement été utilisé dans les premières boussoles inventées par les Chinois. La source du champ magnétique n'est pas seulement ce minéral. Il est également relativement facile pour certains matériaux de communiquer intentionnellement les propriétés souhaitées. Parmi eux, le fer et l'acier sont les plus connus. Les deux matériaux deviennent facilement une source de champ magnétique.
Aimants permanents
Les substances qui attirent le fer forment une classe spéciale. Ils sont appelés aimants permanents. Malgré leur nom, ils ne peuvent conserver les propriétés nécessaires que pendant une durée limitée. en forme d'aimant permanentbarre démontre la puissance du magnétisme terrestre. S'il peut se déplacer librement, une extrémité tourne toujours dans la direction du pôle Nord de la Terre et l'autre dans la direction du Sud. Les deux extrémités d'un aimant sont appelées respectivement les pôles nord et sud.
Les aimants peuvent avoir presque n'importe quelle forme: barre, fer à cheval, anneau ou plus complexe. Ils sont utilisés dans les instruments de mesure électriques. Les pôles des aimants sont désignés comme suit: N (nord) et S (sud). Parlons de la façon dont ils interagissent.
Attraction et répulsion
Les pôles magnétiques opposés s'attirent. Nous le savons depuis l'école. En attirant un autre matériau, l'aimant le transforme d'abord en un aimant faible. Les pôles du même nom se repoussent (bien que ce ne soit pas aussi évident que l'attraction). Lorsqu'ils sont exposés à un aimant, le fer et l'acier deviennent eux-mêmes des aimants, acquérant la polarité opposée. C'est pourquoi ils sont attirés par lui. Mais si deux aimants identiques avec des "charges" égales sont placés à proximité l'un de l'autre avec les mêmes pôles, que se passera-t-il ? La force répulsive observée sera égale à la force attractive qui agit entre deux pôles opposés placés à la même distance l'un de l'autre.
Il n'y a pas que les matériaux contenant du fer qui sont affectés par le magnétisme. Cependant, les phénomènes magnétiques sont plus facilement observés dans les métaux purs. Ce sont, par exemple, le fer, le nickel, le cob alt.
Domaines
Métaux qui peuventdevenir une source d'un champ magnétique, se composent de petits aimants situés au hasard à l'intérieur de la substance. Ils ne sont orientés de manière égale que dans de petites zones, appelées domaines, visibles au microscope électronique. Dans la matière non magnétisée - puisque les domaines eux-mêmes y sont également orientés dans des directions différentes - le champ magnétique est nul. Par conséquent, aucune propriété magnétique n'est observée dans ce cas. Ainsi, la substance n'acquiert les propriétés nécessaires que sous certaines conditions.
Le processus de magnétisation est que tous les domaines sont obligés de s'aligner dans la même direction. Lorsqu'ils sont correctement tournés, leurs actions se cumulent. La substance dans son ensemble devient une source de champ magnétique. Si tous les domaines s'alignent exactement dans la même direction, le matériau atteint sa limite magnétique. Une tendance importante doit être notée. L'aimantation du matériau dépend finalement de l'aimantation des domaines. Et cela, à son tour, est déterminé par la façon dont les atomes individuels sont situés à l'intérieur des domaines.
Champ magnétique terrestre
Le champ magnétique terrestre est depuis longtemps mesuré et décrit avec précision, mais jusqu'à présent, il n'a pas été entièrement expliqué. De manière très simplifiée, cela peut être représenté comme si un simple aimant plat était situé entre les pôles géographiques Nord et Sud. C'est ce qui cause certains des effets observés. Mais cela n'explique ni les changements très inhabituels dans l'intensité ni même la direction des lignes de champ magnétique au-dessus de la terre.surface, ni pourquoi il y a des millions d'années l'emplacement des pôles magnétiques était opposé à celui d'aujourd'hui, ni pourquoi ils se déplacent constamment, bien que lentement. Ainsi, les choses sont un peu plus compliquées.
Modèle du champ magnétique terrestre
Décrivons sa version simplifiée plus en détail. Imaginez un long aimant plat au centre de la Terre, qui sera la source du champ magnétique. Quoi d'autre doit être considéré? Les substances magnétiques à la surface du globe doivent être disposées de manière à ce que leur pôle nord tourne dans la direction que nous appelons nord (en fait le pôle sud de l'aimant imaginaire), et l'autre pôle pointe vers le sud (le pôle nord de l'aimant).
Comprendre des processus physiques complexes pose certaines difficultés. Le magnétisme terrestre et le magnétisme de petits morceaux de fer sont plus faciles à expliquer en supposant que les lignes de force magnétiques (souvent appelées lignes de flux magnétiques) émanent de l'extrémité nord de l'aimant et pénètrent dans l'extrémité sud. Il s'agit d'une représentation très arbitraire, utilisée uniquement pour des raisons de commodité, similaire à la façon dont les lignes de latitude et de longitude dessinées sur une carte sont utilisées. Cependant, cela nous aide à comprendre quelle est la source du champ magnétique terrestre.
Les lignes de force d'un simple aimant plat, passant d'un pôle à l'autre et couvrant tout l'aimant, forment quelque chose comme un cylindre. Les lignes de force dans la même direction semblent se repousser. Ils commencent toujours à un type de pôle et se terminent à un autre type de pôle et ne se croisent jamais.
Bconclusion
Donc, nous avons ouvert le sujet "La source du champ magnétique". Comme vous pouvez le voir, il est assez étendu. Nous n'avons considéré que les concepts de base liés à ce sujet.
