Pourquoi les aimants s'attirent-ils ou se repoussent-ils ?

Réponse courte : chaque aimant a un pôle nord et un pôle sud. Les pôles opposés (nord face au sud) s'attirent, les pôles identiques (nord-nord ou sud-sud) se repoussent. En attraction, les lignes de champ d'un aimant se prolongent dans l'autre ; en répulsion, les champs se poussent mutuellement. Les deux forces augmentent rapidement à mesure que les aimants se rapprochent.

Attraction ou répulsion : aperçu

L'acier est attiré par les deux pôles, car il forme lui-même temporairement un pôle opposé. Voir comment fonctionne un aimant ? La répulsion est donc la seule vraie preuve qu'un objet est un aimant.

Pourquoi la force augmente-t-elle si vite ?

Le champ d'un aimant diminue rapidement avec la distance. De ce fait, la force entre deux aimants à courte distance est bien plus grande qu'à quelques centimètres. C'est pourquoi les aimants ne ressentent presque rien jusqu'à quelques centimètres, puis se plaquent violemment l'un contre l'autre sur les derniers millimètres. Avec de gros aimants en néodyme, cela peut pincer les doigts et faire éclater les aimants.

Comment trouver le pôle nord et le pôle sud ?

• Avec une boussole : la pointe nord de l'aiguille indique le pôle sud de l'aimant.
• Avec un aimant marqué : un pôle nord connu repousse le pôle nord d'un autre aimant.
• Avec un smartphone : une application magnétomètre affiche le champ en positif ou négatif.
• Marqués par nos soins : nous livrons certains aimants fraisés en version pôle nord ou pôle sud, pour que deux aimants s'attirent à coup sûr.

Astuce : marquez les pôles au feutre avant de coller les aimants. Un aimant collé à l'envers repousse au lieu d'attirer.

La répulsion en pratique

• Expériences de lévitation : un aimant ne lévite pas de manière stable au-dessus d'un autre aimant tout seul (théorème d'Earnshaw). Il faut toujours un guidage, une rotation ou une régulation.
• Trains Maglev et paliers magnétiques : utilisent des électroaimants régulés ou des supraconducteurs.
• Moteurs électriques : tournent grâce à l'alternance d'attraction et de répulsion entre aimants permanents et bobines.
• Amortissement et ressorts : des aimants qui se repoussent servent de ressort sans contact.

Questions fréquentes

La répulsion est-elle aussi forte que l'attraction ?

À distance égale, à peu près oui. En répulsion à très courte distance, des aimants puissants peuvent toutefois se désaimanter partiellement, surtout à chaud.

Peut-on créer un pôle nord ou sud isolé ?

Non. Si vous cassez un aimant en deux, vous obtenez deux aimants ayant chacun un pôle nord et un pôle sud. Un pôle magnétique isolé (monopôle) n'a jamais été trouvé.

Pourquoi un aimant se retourne-t-il quand je l'approche d'un autre ?

Les pôles identiques se repoussent. Si l'aimant peut tourner, il pivote jusqu'à ce que les pôles opposés se fassent face, puis il se colle.

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