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  • Comment augmenter la résistance d'un électroaimant

    Les électroaimants fonctionnent aussi bien que les aimants permanents. En fait, ils sont encore plus utiles, car vous pouvez les activer et désactiver. Vous trouverez des électro-aimants dans les disques durs, les haut-parleurs et même dans des équipements sophistiqués comme les machines IRM et le Large Hadron Collider du CERN à Genève, en Suisse. Vous avez évidemment besoin d'un électroaimant plus fort pour un collisionneur de particules que pour un haut-parleur, alors comment les scientifiques fabriquent-ils des aimants assez puissants pour focaliser un faisceau d'électrons? La réponse est un peu plus compliquée que de simplement les agrandir, bien que cela en fasse partie. Les matériaux que vous utilisez, la tension que vous appliquez et la température ambiante sont tous importants.

    TL; DR (Trop long; N'a pas lu)

    Pour augmenter la force d'un électro-aimant, vous peut augmenter le courant de force, et il y a plusieurs façons de le faire. Vous pouvez également augmenter le nombre de bobinages, abaisser la température ambiante ou remplacer votre noyau non magnétique par un matériau ferromagnétique.

    Tout sur l'induction électromagnétique

    Le scientifique danois Hans Christian Orsted était la première personne à remarquer qu'un courant qui traverse un fil peut affecter une boussole à proximité. En d'autres termes, il génère un champ magnétique. Si vous enroulez le fil autour d'un noyau, en formant ce qu'on appelle un solénoïde, les extrémités du noyau assumeront des polarités opposées, tout comme un aimant permanent. La force du champ dépend de l'intensité du courant, du nombre d'enroulements et du matériau de base. C'est tout ce dont vous avez besoin de vous souvenir si vous voulez rendre l'aimant plus fort.

    Augmenter la Magnitude Actuelle

    Selon la loi d'Ampère, le champ magnétique autour d'un fil porteur de courant est directement proportionnel au force du courant. En d'autres termes, augmentez la force du courant et vous augmentez le champ magnétique, et il y a plusieurs façons de le faire:

  • Augmentez la tension: La loi d'Ohm vous dit que le courant est proportionnel à la tension, Donc, si vous utilisez votre électro-aimant sur une batterie de 6 volts, passez à un 12 volts. Cependant, vous ne pouvez pas augmenter la tension indéfiniment, car la résistance du fil augmente avec la température jusqu'à ce qu'un courant limite soit atteint. Cela vous amène à l'option suivante.


  • Abaisser la jauge de fil: La résistance du fil diminue avec l'augmentation de la section transversale, alors réduisez la jauge de fil. Gardez à l'esprit que la réduction de la jauge est synonyme d'augmentation de l'épaisseur du fil. Si vous avez enveloppé votre solénoïde avec un fil de calibre 16, remplacez-le par un calibre 14, et l'aimant sera plus fort.


  • Baisser la température: La résistance augmente avec la température, donc si vous pouvez maintenir votre aimant à des températures inférieures au point de congélation, il sera plus fort que celui à température ambiante, bien que la différence ait probablement gagné. t être beaucoup. Cependant, à des températures extrêmement basses, la résistance disparaît presque et les fils deviennent super conducteurs. Cela permet aux scientifiques de concevoir des aimants ultra-puissants, comme ceux du CERN.


  • Utilisez des fils à haute conductivité: Vous pouvez également augmenter le courant en passant à un fil de conductivité plus élevée. . Le fil de cuivre est probablement le fil le plus conducteur que vous puissiez utiliser, mais le fil d'argent est encore plus conducteur. Passez au fil d'argent, si vous pouvez vous le permettre, et vous aurez un aimant plus fort.


    Augmenter le nombre de bobinages

    La force d'un électro-aimant, aussi connu comme sa force magnétomotrice (mmf), est directement proportionnelle non seulement au courant (I) , mais aussi le nombre de bobinages (n) autour du solénoïde. Augmenter le nombre de bobinages est probablement le moyen le plus simple d'augmenter la résistance d'un électro-aimant. Puisque mmf = nI, doubler le nombre d'enroulements double la force de l'aimant. Il est bon d'enrouler les fils en couches autour du noyau du solénoïde. Le champ magnétique n'est pas affecté lorsque les fils sont en contact les uns avec les autres.

    Utilisez un noyau ferromagnétique

    Si vous le souhaitez, vous pouvez fabriquer un électroaimant en enroulant des fils autour d'un rouleau d'essuie-mains usagé , mais si vous voulez un aimant puissant, enroulez-les autour d'un noyau de fer à la place. Le fer est un matériau magnétique qui devient magnétisé lorsque vous mettez le courant sous tension. Cela vous donne, en effet, deux aimants pour le prix d'un. L'acier contient du fer, donc il se comportera de la même manière, mais pas aussi fortement. Deux autres métaux ferromagnétiques que vous pourriez rencontrer sont le nickel et le cobalt.

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