Électro-aimant

Un électroaimant est un type particulier d'aimant qui génère un champ magnétique grâce au passage d'un courant électrique. Contrairement aux aimants permanents, le champ magnétique d'un électroaimant n'est actif que tant que le courant circule dans les bobinages. Les électroaimants sont polyvalents et constituent la base de nombreuses technologies, des moteurs électriques aux grues magnétiques.

Comment fonctionne un électroaimant?

Un électroaimant est basé sur la relation physique fondamentale entre le courant électrique et le magnétisme. Cette relation a été découverte pour la première fois par Hans Christian Ørsted en 1820, lorsqu'il a observé qu'un courant électrique génère un champ magnétique. Ce principe est décrit par ce que l'on appelle le principe de la main droite : Lorsqu'un courant électrique circule dans un fil, un champ magnétique circulaire se crée autour du fil. Si le fil est enroulé en une bobine, ce champ magnétique s'intensifie, car les champs magnétiques des différents enroulements se superposent.

Pour augmenter l'efficacité de l'électroaimant, on utilise un noyau ferromagnétique, souvent en fer, dans la bobine. Ce noyau renforce le champ magnétique, car les domaines magnétiques du noyau s'alignent dans le champ extérieur, multipliant ainsi l'intensité du champ magnétique. L'électroaimant qui en résulte génère un champ magnétique puissant et directionnel qui s'établit immédiatement lorsque le courant passe et disparaît lorsque le courant est interrompu.

L'intensité du champ magnétique d'un électroaimant dépend de trois facteurs principaux:

• Intensité du courant: Plus le courant traverse la bobine, plus le champ magnétique est intense.
• Nombre d'enroulements: Un plus grand nombre de spires de la bobine entraîne une plus grande superposition des champs magnétiques et donc un champ global plus intense.
• Matériau du noyau: Les matériaux hautement perméables comme le fer ou les alliages spéciaux renforcent considérablement le champ magnétique.

Les électroaimants peuvent être polarisés par le sens du courant électrique. Si le sens du courant change, les pôles nord et sud de l'électroaimant s'inversent également. Ce principe est utilisé dans des applications telles que les moteurs électriques et les relais pour créer des mouvements ou des commutations.

Avantages des électroaimants

• Possibilité de mise en marche et d'arrêt: Les électroaimants peuvent être commandés de manière flexible.
• Réglage de la force: Le champ magnétique peut être adapté en modifiant le courant ou le nombre d'enroulements.
• Des formes variées: Les électroaimants peuvent être adaptés à des applications spécifiques, par exemple en fer à cheval ou en cylindre.

Applications typiques des électroaimants

• Moteurs électriques: Les électroaimants génèrent le couple qui entraîne les moteurs.
• Grues magnétiques: Dans l'industrie lourde, les électroaimants sont utilisés pour soulever de lourdes charges métalliques.
• Systèmes de verrouillage des portes: Les électroaimants sécurisent et ouvrent les portes automatiques et les systèmes de sécurité.
• Imagerie par résonance magnétique (IRM): De puissants électroaimants génèrent les champs nécessaires à une imagerie médicale précise.

Des informations intéressantes sur les électroaimants

Saviez-vous que les électroaimants peuvent théoriquement être rendus aussi puissants que vous le souhaitez ? Grâce à des matériaux supraconducteurs, des champs magnétiques de plus de 100 Tesla sont générés dans des applications de recherche, bien au-delà de ce que peut faire un aimant permanent.