Applications des électro-aimants au secteur industriel

Les électro-aimants ont été créés dans le but de tester, mesurer et recréer des champs électromagnétiques, car l'électromagnétisme est une des forces fondamentales de l'univers, responsable de tout, des champs électriques et magnétiques à la lumière.

Les électro-aimants sont des dispositifs qui utilisent le courant électrique pour induire un champ magnétique. Et, depuis leur invention initiale en tant qu'instrument scientifique, les électro-aimants sont devenus une caractéristique courante des appareils électroniques et des procédés industriels.

Les électro-aimants se distinguent des aimants permanents parce qu'ils n'exercent une attraction magnétique sur d'autres objets métalliques que lorsqu'un courant les traverse. Cela présente de nombreux avantages, car la puissance de leur attraction magnétique peut être contrôlée et activée et désactivée à volonté. C'est pour cette raison qu'ils sont largement utilisés dans la recherche et l'industrie, partout où des interactions magnétiques sont nécessaires.

Types d'électro-aimants

Il existe trois types d'électro-aimants de base : les robustes, les super conducteurs et enfin les hybrides.

• Résistant : Un aimant résistif produit un champ magnétique avec des fils de cuivre, qui exécute l'électricité à travers le fil et les électrons produisent un champ magnétique faible. En ce sens, si un fil est tordu autour d'un morceau de métal tel que le fer, il aide à concentrer ce champ magnétique autour de la plaque, donc plus le fil est tordu, plus le champ est fort.

• Super conducteurs : Les électro-aimants super conducteurs fonctionnent en réduisant la résistance électrique : lorsqu'un courant traverse une plaque de cuivre, les atomes du cuivre interfèrent avec les électrons du courant. Par conséquent, les aimants super conducteurs utilisent de l'azote liquide ou de l'hélium liquide pour produire des températures très froides. Le froid maintient les atomes de cuivre à l'écart, et ces électro-aimants continuent de fonctionner, même lorsque l'alimentation est coupée.

• Hybride : Les électro-aimants hybrides combinent des électro-aimants résistifs avec des supraconducteurs. La conception des électroaimants hybrides varie, mais, par exemple, à l'Université de Floride, il y en a un qui pèse 35 tonnes, représente plus de 20 pieds de hauteur et contient assez de fil de cuivre pour une moyenne de 80 maisons. L'eau désionisée, ou l'eau sans charge électrique, maintient cet aimant hybride à plus de 200 degrés C en dessous du point de congélation.

Utilisation des électro-aimants dans l'industrie

Aujourd'hui, les applications des électro-aimants sont innombrables, allant des grandes machines industrielles aux composants électroniques à petite échelle.

• En raison de leur capacité à générer des champs magnétiques très puissants, de leur faible résistance et de leur haute efficacité, les électro-aimants supraconducteurs se retrouvent souvent dans les équipements scientifiques et médicaux. Il s'agit notamment des appareils d'imagerie par résonance magnétique (IRM) dans les hôpitaux et des instruments scientifiques tels que les spectromètres de résonance magnétique nucléaire (RMN), les spectromètres de masse et les accélérateurs de particules.

• Les électro-aimants sont également largement utilisés lorsqu'il s'agit d'équipements musicaux. Il s'agit notamment de haut-parleurs, de casques d'écoute, de sonneries électriques et de matériel d'enregistrement magnétique et de stockage de données, comme les magnétophones. L'industrie du multimédia et du divertissement s'appuie sur les électro-aimants pour créer des appareils et des composants, tels que les magnétoscopes et les disques durs.

• Les actionneurs électriques, qui sont des moteurs responsables de la conversion de l'énergie électrique en un couple mécanique, s'appuient également sur des électro-aimants. L'induction électromagnétique est également le moyen par lequel les transformateurs de puissance fonctionnent, qui sont responsables de l'augmentation ou de la diminution des tensions de courant alternatif le long des lignes électriques.

• Le chauffage par induction, qui est utilisé pour la cuisson, la fabrication et le traitement médical, est également basé sur des électro-aimants, qui transforment le courant électrique en énergie thermique. Les électro-aimants sont également utilisés pour des applications industrielles, comme les ascenseurs magnétiques qui utilisent l'attraction magnétique pour soulever des objets lourds ou les séparateurs magnétiques qui sont responsables de la classification des métaux ferromagnétiques de la ferraille.

• Ils sont également utilisés dans l'application des trains de type Maglev. En plus d'utiliser la force électromagnétique pour permettre à un train de léviter au-dessus d'une voie ferrée, les électro-aimants supraconducteurs sont également responsables de l'accélération des trains à grande vitesse.

Bref, les utilisations des électro-aimants sont pratiquement illimitées, allant des appareils grand public et de l'équipement lourd aux transports en commun.

Les électro-aimants sont devenus une caractéristique courante des appareils électroniques et des procédés en ligne.