Comment la chaleur affecte-t-elle les aimants?

Les aimants sont utilisés dans de nombreux domaines, tels que la fabrication, l'industrie automobile, les systèmes de sécurité et les appareils électroniques, dans la vie quotidienne et même la planète Terre elle-même est un aimant gigantesque, mais comment la chaleur affecte-t-elle les aimants ? C'est une réponse que nous obtiendrons dans cet article.

Pour comprendre comment la chaleur affecte les aimants, il est nécessaire d'examiner la structure atomique des éléments qui les composent. La température affecte le magnétisme en renforçant ou en affaiblissant la force d'attraction d'un aimant. Un aimant soumis à la chaleur subit une réduction de son champ magnétique lorsque les particules à l'intérieur de l'aimant se déplacent à une vitesse de plus en plus rapide et plus sporadique.

La chaleur affecte les aimants parce qu'elle confond et désaligne les domaines magnétiques, ce qui entraîne une diminution du magnétisme. Au contraire, lorsque le même aimant est exposé à de basses températures, sa propriété magnétique s'améliore et sa force augmente.

Outre la résistance de l'aimant, la facilité avec laquelle il peut être démagnétisé varie également en fonction de la température. Comme la puissance de l'aimant, la chaleur affecte les aimants en termes de résistance à la démagnétisation, qui diminue généralement avec l'augmentation de la température. La seule exception concerne les aimants en céramique (ferrite), qui sont plus faciles à démagnétiser à basse température et plus difficiles à démagnétiser à haute température.

Les différents matériaux magnétiques réagissent différemment avec la température. Les aimants alnico ont la meilleure stabilité de résistance, suivis du SmCo, du NdFeB et de la céramique. Les aimants NdFeB ont la plus grande résistance à la démagnétisation (coercitivité), mais c'est avec la température qu'ils subissent les plus grands changements. Les aimants alnico ont la plus faible résistance à la démagnétisation, mais la plus faible variation obtenue avec la température. C'est à Alnico que la température de fonctionnement est la plus élevée, suivie du SmCo, de la céramique puis du NdFeB.

Mais tout le monde n'est pas conscient de la façon dont un aimant affecte sa température maximale utilisable. Ceci est particulièrement important pour les aimants NdFeB, car ce sont eux qui présentent la plus grande variation de résistance à la démagnétisation avec la température. Plus la longueur de l'arbre magnétisé augmente, plus sa résistance à la démagnétisation augmente.

Une expérience vérifiable

C'est un fait que la chaleur affecte les aimants, ce qui les rend perméables. Par exemple, l'effet de la température sur les aimants néodyme est l'un des phénomènes les plus intéressants à observer et à évaluer. En effet, il existe une expérience avec des aimants, qui explore spécifiquement comment ils réagissent lorsqu'ils sont exposés à une chaleur extrême.

En principe, il s'agit d'une expérience qui ne convient pas aux enfants et, en outre, elle doit être réalisée avec le maximum de sécurité et elle nous apportera en conséquence comment la chaleur affecte les aimants. Pour cela, nous aurons besoin des éléments suivants :

• Un thermomètre à 100°C

• Pincettes en plastique

• 2 barres d'aimants néodyme

• Lunettes et gants de sécurité

• Eau

• Poêle

• Pain

• Récipient en plastique

• 100 clips

La chaleur affecte les aimants en deux étapes simples. Le premier d'entre eux est un test de température ambiante et pour cela les trombones doivent être versés dans un récipient en plastique, pour ensuite immerger un des aimants de barre de néodyme dans le récipient des trombones et pour l'enlever, en inscrivant le nombre recueilli. Les trombones sont ensuite retirés de l'aimant et mis de côté.

Lorsque vous le faites avec de l'eau chaude, portez des gants et des lunettes de protection. Chauffer environ un tiers de la tasse d'eau dans une petite casserole jusqu'à ce qu'elle atteigne 85°C ou 100°C. Au point d'ébullition, l'eau doit être proche ou dans cette plage de température et le thermomètre est utilisé pour vérifier que la qualité est appropriée.

A l'aide des clips en plastique, placez doucement l'aimant en néodyme dans l'eau et laissez-le là pendant environ 15 minutes. L'aimant est ensuite retiré à l'aide des clips en plastique et placé dans le conteneur à l'aide de clips. Une fois sur place, vous verrez combien de clips sont collectés.

Le résultat sera évident. L'aimant chauffé ne soulèvera pas les clips ou, en tout cas, il en soulèvera très peu, selon la température et le moment où il a été chauffé, ce qui rend évident que la chaleur affecte directement les aimants.