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Le magnétisme
Fiche | Sciences et technologies
Le magnétisme est une propriété caractéristique d’une substance qui a la capacité d’être attirée ou repoussée par un aimant.
Pour mieux comprendre le magnétisme, on peut étudier le comportement des aimants et le champ magnétique qu’ils génèrent.
Qu’est-ce qu’un aimant?
Un aimant est un dispositif magnétique. Il a la capacité d’attirer ou de repousser d’autres aimants et la capacité d’attirer les substances qui contiennent du fer |\text{(Fe)},| du cobalt |\text{(Co)},| du nickel |\text{(Ni)},| ou un alliage de ces métaux.
Malgré que leur forme et leur taille varient, les aimants possèdent toujours un pôle nord et un pôle sud.
L’attraction et la répulsion entre deux pôles
Lorsqu’on place des aimants à proximité, les effets suivants sont observés :
- deux pôles opposés subissent une attraction;
- deux pôles identiques subissent une répulsion.
Les pôles différents (sud-nord) s’attirent.
Les pôles identiques (nord-nord) se repoussent.
L’attraction ou la répulsion entre deux pôles est due au champ magnétique exercé par les aimants.
Qu’est-ce qu’un champ magnétique?
Un champ magnétique est une zone qui délimite l’influence des forces magnétiques (attraction/répulsion) exercées par un aimant ou par une charge électrique en mouvement.
Le champ magnétique d’un aimant n’est pas visible à l’œil nu, mais on peut le représenter avec des flèches appelées lignes de champ magnétique.
- À l’extérieur de l’aimant, les lignes de champ magnétique se dirigent du pôle nord vers le pôle sud.
- Plus les lignes de champ magnétique sont rapprochées entre elles, plus le champ magnétique est intense.
- Les lignes de champ magnétique ne se croisent pas.
Le champ magnétique d’un aimant droit
Le champ magnétique d’un aimant en U
Les lignes de champ magnétique permettent, entre autres, de mieux comprendre l’attraction ou la répulsion entre deux pôles.
Les pôles différents (nord-sud) s’attirent.
Les pôles identiques (sud-sud) se repoussent.
Le comportement d’une boussole dans un champ magnétique
Puisque l’aiguille d’une boussole est un aimant, on peut observer l’effet qu’un champ magnétique a sur elle.
Déplace la boussole autour de l’aimant droit et observe le comportement de l’aiguille.
Dans l’animation précédente, on remarque que :
- le pôle nord de la boussole est attiré par le pôle sud de l’aimant;
- le pôle sud de la boussole est attiré vers le pôle nord de l’aimant;
- les lignes de champ magnétique autour de l’aimant ont la même orientation que le pôle nord de la boussole.
Le champ magnétique terrestre
Le champ magnétique terrestre, aussi appelé la magnétosphère, est le champ magnétique exercé par le noyau externe de la Terre.
Le noyau externe de la Terre est composé, entre autres, de fer |\text{(Fe)}| et de nickel |\text{(Ni)}| à l’état liquide. Leurs mouvements de convection génèrent des courants électriques et un champ magnétique similaire à celui d’un aimant droit.
Si on imagine que le noyau externe de la Terre est un aimant droit, son pôle sud serait aligné avec un point appelé historiquement pôle Nord magnétique. Cela signifie que ce qu’on appelle pôle Nord magnétique agit en fait comme un pôle de magnétisme sud.
L’aiguille d’une boussole s’oriente naturellement en suivant les lignes du champ magnétique terrestre.
