Qu'est-ce qu'un champ magnétique ?
Réponse courte : un champ magnétique est la zone autour d'un aimant (ou d'un fil parcouru par un courant) où s'exercent des forces magnétiques. On le décrit par des lignes de champ qui, à l'extérieur de l'aimant, vont du pôle nord au pôle sud. Son intensité s'exprime en tesla (T) ou en gauss (G). Le champ s'affaiblit vite avec la distance : à une certaine distance d'un aimant, environ selon la puissance trois. Deux fois plus loin, il ne reste qu'un huitième du champ.
Propriétés d'un champ magnétique
- Direction : à l'extérieur de l'aimant du nord vers le sud, à l'intérieur du sud vers le nord. Les lignes forment toujours des boucles fermées.
- Densité : là où les lignes sont rapprochées (aux pôles et aux bords), le champ est le plus fort.
- Portée : un champ n'a pas de limite nette mais diminue rapidement. C'est pourquoi un aimant agit beaucoup plus fort directement sur l'acier qu'à 5 mm de distance.
- Blindage : seuls les matériaux ferromagnétiques comme l'acier dévient le champ. Le bois, le verre et le plastique le laissent passer. Voir les aimants agissent-ils à travers le bois, le verre et le plastique ?
Comment rendre un champ magnétique visible ?
- Limaille de fer : saupoudrez-la sur une feuille de papier au-dessus d'un aimant et tapotez doucement. Les grains dessinent les lignes de champ.
- Boussole : l'aiguille suit la direction du champ.
- Film de visualisation magnétique (film vert) : montre les pôles et la répartition des pôles d'un aimant.
- Gaussmètre : mesure l'intensité en un point. Voir que sont le gauss et le tesla ?
Intensités de champ au quotidien
| Source | Intensité (env.) |
|---|---|
| Terre (Europe de l'Ouest) | 50 µT (0,5 G) |
| Aimant de frigo | 5 – 10 mT (50 – 100 G) |
| Aimant en néodyme en surface | 0,2 – 0,65 T (2 000 – 6 500 G) |
| Scanner IRM | 1,5 – 3 T |
Le champ magnétique terrestre
La Terre a elle-même un champ magnétique, généré par des courants de fer liquide dans le noyau externe. Une aiguille de boussole est un petit aimant qui s'oriente selon ce champ. Physiquement, le pôle nord magnétique de la Terre est un pôle sud : il attire le pôle nord de la boussole.
Champ magnétique et technique
Moteurs électriques, génératrices, transformateurs, haut-parleurs et capteurs fonctionnent tous avec des champs magnétiques. Un champ variable induit un courant dans un fil (induction) ; un courant dans un fil crée un champ. Presque toute la technique électrique repose sur cette interaction.
Questions fréquentes
Un champ magnétique est-il nocif ?
Les champs statiques des aimants ordinaires ne sont pas nocifs pour les personnes en bonne santé. Ils peuvent en revanche perturber les stimulateurs cardiaques, DAI, cartes à piste magnétique, montres mécaniques et boussoles. Lisez travailler en toute sécurité avec des aimants.
Peut-on blinder un champ magnétique ?
Oui, avec une plaque d'acier ou du mu-métal spécial. Le champ est alors dévié par l'acier. Un pot en acier utilise ce principe pour concentrer le champ d'un côté. Voir pourquoi les aimants en pot sont-ils si puissants ?
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